Di_narteJoseRamon

NOVENO GRADO CUUAARRTTAA EDDIICCIIÓ ÓN N 201 3

CIENCIAS NATURALES Noveno grado

Elaboración y Adaptación: Msc. Ma. Esperanza Matus.

Revisión y Aportes: Msc. Gloria Marín.

Lic. Leyla Vallecillo.

Msc. José Ramón Dinarte Diseño e imágenes: Msc. Ma. Esperanza Matus.

Msc. José Ramón Dinarte

2013

2

Presentación Esta propuesta pedagógica lleva un sentido manifiesto de amor, esfuerzo y cientificidad; cuyo objetivo es la promoción, desarrollo de capacidades,

habilidades y destrezas que

conlleven al fortalecimiento de los procesos de pensamiento y habilidades instrumentales que respondan a los intereses y retos de esta sociedad.

Este texto es un aporte educativo que responde al programa, objetivos establecidos y contemplados en las ciencias naturales del noveno grado del CCA. El mismo está diseñado, de tal manera que pueda brindar a los aprendices las herramientas necesarias para la apropiación e interiorización de sus conocimientos a través de reflexiones y análisis de situaciones reales, laboratorios experimentales, visitas de campo, etc.

Las mismas permitirán estimular y promover la

discusión,

el trabajo colaborativo, la

retroalimentación de los saberes y experiencias compartidas, la responsabilidad, lo que conlleva a asumir compromisos para el bienestar de la comunidad.

Es un material provisional en proceso de revisión que se enriquecerá con la práctica docente en el noveno grado y de las sugerencias pertinentes que lleguen por otras vías.

En síntesis, este texto tiene como fin que el estudiante se encuentre a sí mismo para luego renacer como el constructor de una

sociedad basada en principios

y valores éticos-

morales.

Gracias Msc. María Esperanza Matus

3

ÍNDICE UNIDAD I ............................................................................................................................................................................ 8 Método Científico, Sistema Reproductor y Nervioso .......................................................................................................... 8 I Método Científico .............................................................................................................................................................. 8 1. Importancia del conocimiento científico .......................................................................................................................... 8 2. Etapas del método científico........................................................................................................................................... 8 2.1 Aplicación del método científico en la solución de problemas ................................................................................... 11 2.2 Hipótesis ..................................................................................................................................................................... 12 3. Evolución y Desarrollo de la tecnología ....................................................................................................................... 13 3.1 Relación de la ciencia, tecnología y sociedad ............................................................................................................ 13 3.2 Impacto de la tecnología en la sociedad .................................................................................................................... 13 3.3 Beneficios y Perjuicios del Uso de la Tecnología ...................................................................................................... 14 II Gametogénesis .............................................................................................................................................................. 15 INFERTILIDAD ................................................................................................................................................................. 15 1. Importancia de la gametogénesis ................................................................................................................................. 16 2. Diferencias y Semejanzas entre Espermatogénesis y Ovogénesis ............................................................................. 17 2.1 Espermatogénesis ...................................................................................................................................................... 17 2.2 Ovogénesis ................................................................................................................................................................. 18 3. Fases de la gametogénesis .......................................................................................................................................... 19 III Sistema reproductor ..................................................................................................................................................... 20 1. Sistema reproductor masculino .................................................................................................................................... 21 1.1Estructura..................................................................................................................................................................... 21 1.2 Función. ...................................................................................................................................................................... 21 2. Sistema reproductor Femenino .................................................................................................................................... 23 2.1 Estructura.................................................................................................................................................................... 23 2.2 Función del sistema reproductor femenino ................................................................................................................ 25 3. Medidas de higiene y prevención de las enfermedades del sistema reproductor femenino: .................................... 27 4. Ciclo Menstrual y Ovulación ......................................................................................................................................... 28 5. Fecundación ................................................................................................................................................................. 29 6. Embarazo y parto ......................................................................................................................................................... 29 7. Embarazo en la adolescencia....................................................................................................................................... 31 8. Maternidad y Paternidad Responsable ........................................................................................................................ 32 9. Seguridad Alimentaria y Nutricional ............................................................................................................................. 32 9.1 Componentes ............................................................................................................................................................. 33 9.1.1 Disponibilidad .......................................................................................................................................................... 33 9.1.2 Acceso a los alimentos ............................................................................................................................................ 33 9.1.3 Estabilidad de la oferta ............................................................................................................................................ 33 9.1.4 Adecuación .............................................................................................................................................................. 33 9.1.5 Consumo.................................................................................................................................................................. 33 9.1.6 Aprovechamiento biológico...................................................................................................................................... 33 IV Desarrollo sexual .......................................................................................................................................................... 34 1. Enfermedades de Transmisión Sexual (ETS) .............................................................................................................. 34 1.1 Chancroide.................................................................................................................................................................. 34 1.2 Chancro blanco ........................................................................................................................................................... 36 1.3 Verrugas genitales o Condiloma ................................................................................................................................ 37 1.4 Piojos Púbicos (Ladilla) ............................................................................................................................................. 38 2. Formas de transmisión de las ITS ................................................................................................................................ 40 3. Factores de trasmisión y medidas de prevención de las ITS ....................................................................................... 40 4. VIH Sida ........................................................................................................................................................................ 40 4.1 Síntomas, Formas de transmisión y prevención. ...................................................................................................... 40 4.2 Formas de trasmisión y prevención ............................................................................................................................ 41 4.3 Factores sociales que contribuyen al incremento del VIH Sida ................................................................................. 41 V El Sistema Nervioso ...................................................................................................................................................... 42 1. Sistema Nervioso .......................................................................................................................................................... 42 1.1 Estructura, Función y Clasificación ............................................................................................................................ 42 1.2 Neuronas y su función ................................................................................................................................................ 43 2. Sistema Nervioso Central, Periférico y Autónomo ....................................................................................................... 44 2.1 Estructura y Función ................................................................................................................................................... 44 2.2 Médula Espinal ........................................................................................................................................................... 45

4

3. Enfermedades más comunes del sistema nervioso ..................................................................................................... 48 Otras enfermedades: Atrofia muscular, Vértigo, Cefalea, Esclerosis múltiple, Trastorno del sueño… .......... 50 4. Medidas de higiene y prevención del sistema nervioso ............................................................................................... 51 VI Los Sentidos ................................................................................................................................................................. 52 1. Característica, Estructuras y Funciones ....................................................................................................................... 52 1.1 El oído ........................................................................................................................................................................ 52 1.1.1 Enfermedades del Oído Externo: ............................................................................................................................ 52 1.1.2 Enfermedades del Oído Medio ................................................................................................................................ 53 1.1.3 Enfermedades del Oído Interno ............................................................................................................................. 53 1.2 La vista....................................................................................................................................................................... 54 1.2.1 Enfermedades ......................................................................................................................................................... 55 1.3 El olfato: ...................................................................................................................................................................... 55 La nariz: ............................................................................................................................................................................ 56 1.3.1 Enfermedades: ........................................................................................................................................................ 56 1.4 El gusto: ...................................................................................................................................................................... 57 1.4.1 Enfermedades: ........................................................................................................................................................ 57 1.5 El tacto: ....................................................................................................................................................................... 57 1.5.1 Enfermedades: ........................................................................................................................................................ 58 2. Medidas de Higiene y Protección de los Sentidos ....................................................................................................... 59 VII El sistema endocrino ................................................................................................................................................... 59 I LAS PLANTAS FANERÓGAMAS (Angiospermas) ....................................................................................................... 64 1. LAS PLANTAS ANGIOSPERMAS, FANERÓGAMAS O ESPERMATOFITAS ......................................................... 65 1.1 Características. ........................................................................................................................................................... 65 1.2 Clasificación. ............................................................................................................................................................... 65 2. ASPECTOS FISIOLÓGICOS ....................................................................................................................................... 70 2.1 Transporte vascular del agua ..................................................................................................................................... 70 2.2 Transporte de agua en las plantas vasculares ........................................................................................................... 70 2.3 FORMAS DE REPRODUCCIÓN ................................................................................................................................ 71 2.4 REPRODUCCIÓN ASEXUAL O VEGETATIVA ......................................................................................................... 71 2.5 REPRODUCCIÓN SEXUAL ....................................................................................................................................... 72 3. LA FLOR ....................................................................................................................................................................... 74 3.1 ESTRUCTURA ........................................................................................................................................................... 74 3.2 AGENTES POLINIZADORES ................................................................................................................................... 74 4. EL FRUTO Y LA SE MILLA ......................................................................................................................................... 76 4.1 El fruto......................................................................................................................................................................... 76 4.2 Dispersión de los frutos y semillas ............................................................................................................................. 77 4.3 Importancia biológica y económica de los frutos ........................................................................................................ 77 4.4 Estructura de la semilla .............................................................................................................................................. 77 4.5 Clases de semillas ...................................................................................................................................................... 79 4.6 Importancia biológica y económica de las semillas .................................................................................................... 79 5. Plantas angiospermas que se cultivan en Nicaragua .................................................................................................. 80 6. ANIMALES VERTEBRADOS (Aves y Mamíferos) ....................................................................................................... 82 6.1 LAS AVES................................................................................................................................................................... 82 6.1.1 Características generales ........................................................................................................................................ 82 Morfología de un ave doméstica: La gallina ..................................................................................................................... 83 6.1.2 Anatomía interna de las aves: La gallina ................................................................................................................. 84 6.1.3 Reproducción de las aves ....................................................................................................................................... 84 6.1.4 Clasificación de las aves ......................................................................................................................................... 85 6.2 LOS MAMÍFEROS ...................................................................................................................................................... 86 6.2.1 Características generales ........................................................................................................................................ 86 6.2.2 Evolución de los mamíferos..................................................................................................................................... 87 6.2.3 Clasificación de los mamíferos ................................................................................................................................ 87 6.2.4 Mamíferos Placentarios (euterios) ........................................................................................................................... 88 6.2.5 Medidas preventivas para la protección de los mamíferos ..................................................................................... 90 6.2.6 La biotecnología en el desarrollo de nuevas especies en Nicaragua. .................................................................... 90 II EL AMBIENTE EN QUE VIVIMOS ................................................................................................................................ 90 1. EL AMBIENTE EN QUE VIVES ................................................................................................................................... 91 1.1 PROBLEMAS AMBIENTALES ................................................................................................................................... 91 2 Origen de la contaminación atmosférica ...................................................................................................................... 92 1.1.3 Contaminantes gaseosos ........................................................................................................................................ 92

5

1.1.4 Contaminantes del agua .......................................................................................................................................... 93 1.1.5 Contaminantes del suelo ......................................................................................................................................... 93 2. USO DE ABONO ORGÁNICO ..................................................................................................................................... 94 3. MANEJO ADECUADO DE LOS DESECHOS SÓLIDOS ............................................................................................. 95 4. RECURSOS HÍDRICOS – AGUAS SERVIDAS ............................................................................................ 96 5. DESECHOS DE FÁBRICA ......................................................................................................................... 97 6. IMPORTANCIA DE LA REFORESTACIÓN DE LOS BOSQUES .................................................................... 98 8. DESARROLLO SOSTENIBLE .................................................................................................................. 100 8.3 PRINCIPIOS DEL DESARROLLO SOSTENIBLE.................................................................................................... 101 9.PROTECCIÓN Y CONSERVACIÓN DE LA FAUNA .................................................................................................. 102 9.1 CONSTRUCCIONES DE UNA NUEVA SOCIEDAD SOSTENIBLE ........................................................................ 103 9.2 Las dimensiones del desarrollo sostenible ............................................................................................................... 104 Elabore un paisaje que demuestre la protección ambiental. ...................................................................... 109 III EL UNIVERSO ........................................................................................................................................ 109 1. EL UNIVERSO ............................................................................................................................................................ 110 1.1 TEORÍA DE LA GRAN EXPLOSIÓN Y EXPANSIÓN Y TEORÍA DE LA CREACIÓN ............................................. 110 1.2 MEDIDAS DE DISTANCIAS ESPACIALES ............................................................................................................. 111 1.3 ESPACIO INTERESTELAR ...................................................................................................................................... 112 2. LA GALAXIA ............................................................................................................................................................... 113 2.1 GALAXIA VÍA LÁCTEA. NUESTRA GALAXIA ........................................................................................................ 113 2.2 COMPOSICIÓN, FORMA, DIMENSIÓN Y MOVIMIENTO ...................................................................................... 113 3. LA NUBES DE MAGALLANES, QUÁSARES, PULSARES Y HOYOS NEGROS ..................................................... 114 4. LAS ESTRELLAS ....................................................................................................................................................... 118 4.3 Características .......................................................................................................................................................... 119 4.4 Clasificación .............................................................................................................................................................. 120 5. LAS CONSTELACIONES ........................................................................................................................ 121 5.1 COMO OBSERVAR LAS CONSTELACIONES ....................................................................................................... 121 5.2 Clasificación de las constelaciones .......................................................................................................................... 121 I Enlace Químico ........................................................................................................................................ 126 LANTÁNIDOS ................................................................................................................................................................. 128 1. La configuración electrónica del átomo de un elemento ............................................................................................ 129 2. Las Estructuras de Puntos de Lewis .......................................................................................................................... 132 3. La regla del octeto ...................................................................................................................................................... 132 4. Tipos de enlaces químicos ......................................................................................................................................... 133 4.1 Antecedentes ............................................................................................................................................................ 133 4.2 Enlaces Iónicos ........................................................................................................................................................ 134 4.3 Enlace Covalente ...................................................................................................................................................... 136 4.4 Enlaces Múltiples ...................................................................................................................................................... 136 4.4Enlaces Polares y No-Polares ................................................................................................................................... 137 4.5 Enlace covalente coordinado o dativo ...................................................................................................................... 137 4.6 Enlace Metálico ........................................................................................................................................................ 138 II NOMENCLATURA QUÍMICA ..................................................................................................................................... 140 1. Fórmula, función química y grupo funcional ............................................................................................................... 140 1.1 Fórmula química ....................................................................................................................................................... 140 2. Número de oxidación .................................................................................................................................................. 141 3. Tipos de nomenclatura ............................................................................................................................................... 142 4. Compuestos binarios .................................................................................................................................................. 145 4.1 Función óxido: .......................................................................................................................................................... 145 4.2 Función hidrácido .................................................................................................................................................... 145 4.3 Función sal binaria .................................................................................................................................................... 146 5. Compuestos Ternarios ............................................................................................................................................... 146 5.1 Función hidróxido o base:......................................................................................................................................... 146 5.2 Función oxácido ........................................................................................................................................................ 147 6. Compuestos Cuaternarios ..................................................................................................................... 147 6.1 Función sal (ternarias y cuaternarias) ...................................................................................................................... 147 7. Las funciones químicas en los procesos industriales ................................................................................................ 148 7.1 Importancia ............................................................................................................................................................... 148 III REACCIONES QUÍMICA ............................................................................................................................................ 154 1. Tipos de reacciones químicas .................................................................................................................................... 157 1.1 Reacciones de combinación, síntesis o composición ............................................................................................ 157

6

1.2 Reacciones de descomposición ............................................................................................................................... 157 1.3 Reacciones de sustitución o desplazamiento........................................................................................................... 157 1.4 Reacciones de doble sustitución .............................................................................................................................. 157 2. Balanceo de ecuaciones químicas ............................................................................................................................. 160 2.1 Tipos de balanceo .................................................................................................................................................... 160 I Introducción a la Física ................................................................................................................................................. 167 1. Física y Sociedad ....................................................................................................................................................... 167 2. Magnitudes fundamentales de la Física ..................................................................................................................... 167 2.1 Definiciones de magnitud, medir y unidad de medida .............................................................................................. 167 2.2 Desarrollo histórico de las unidades de medida y de los sistemas de unidades ..................................................... 168 2.3 Sistema Métrico Decimal o SMD ......................................................................................................................... 169 2.4 Sistema Cegesimal o CGS ....................................................................................................................................... 169 2.5 Sistema MKS ............................................................................................................................................................ 169 2.6 Sistema internacional de unidades (SI) .................................................................................................................... 169 3. Notación Científica ...................................................................................................................................................... 171 3.1 Representación de números enteros y decimales en notación científica ................................................................ 172 3.2 Método para representar un número entero en notación científica.......................................................................... 173 II LOS MOVIMIENTOS RECTILÍNEOS .......................................................................................................................... 177 1. MRV ............................................................................................................................................................................ 177 1.1 Características .......................................................................................................................................................... 178 1.2 LA ACELERACIÓN ................................................................................................................................................... 179 2. El movimiento rectilíneo uniformemente variado (M.R.U.V.) ..................................................................................... 181 2.1 Concepto y características ....................................................................................................................................... 181 3. Movimiento Rectilíneo Uniformemente Retardado (MRUR) ...................................................................................... 186 4. Ley de Tránsito 431 .................................................................................................................................................... 188 5. El movimiento de caída libre de los cuerpos (MCL) ................................................................................. 188 5.1 Características que posee este movimiento (MCL).................................................................................................. 189 III Dinámica ..................................................................................................................................................................... 192 1. Conceptos Generales ................................................................................................................................................. 192 1.1Cantidad escalar ........................................................................................................................................................ 192 2. Fuerza ......................................................................................................................................................................... 196 2.1 Concepto y Efectos de una fuerza ........................................................................................................................... 196 2.2 La fuerza como vector y su unidad de medida ......................................................................................................... 197 2.3 Medición de fuerza con el dinamómetro ................................................................................................................... 198 2.4 Aplicaciones de la Fuerza ......................................................................................................................................... 200 2.5 Inercia e inercialidad ................................................................................................................................................. 200 2.6 Masa Inercial ............................................................................................................................................................ 200 2.7 Impesantez e Ingravidez........................................................................................................................................... 201 3. Las leyes de Newton: ................................................................................................................................................. 202 3.1 Primera ley de Newton: Ley de la inercia ................................................................................................................. 202 3.2 Segunda ley de Newton: Ley de la masa inercial .................................................................................................... 203 3.3 Tercera ley de Newton o ley de acción-reacción ................................................................................................. 205 4. Fluidos en reposo ....................................................................................................................................................... 206 4.1Los Fluidos y sus propiedades .................................................................................................................................. 206 4.2 Los fluidos ejercen presión ....................................................................................................................................... 207 5. Principio de Pascal ..................................................................................................................................................... 208 6. El empuje: principio de Arquímedes ....................................................................................................... 209 6. Presión Atmosférica .............................................................................................................................. 210 6.1 Aplicaciones de la Presión Atmosférica ................................................................................................................... 211 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................................... 213

7

UNIDAD I Método Científico, Sistema Reproductor y Nervioso

I Método Científico 1. Importancia del conocimiento científico Nuestro mundo ha evolucionado en los últimos años en una forma asombrosa, fundamentalmente gracias a las aplicaciones de los nuevos conocimientos científicos. En el futuro lo que hará la diferencia entre un país desarrollado y un país en vías de desarrollo será el grado en que uno y otro tengan acceso al conocimiento. No habrá desarrollo posible, independientemente de que se tengan las materias primas, el capital u otros recursos, sino se cuenta también con los últimos adelantos de las ciencias y la tecnología y, desde luego, con los recursos humanos capacitados para tal efecto. Este aspecto será determinante para que un país siga siendo pobre o para que forme parte del conjunto de naciones con niveles superiores de vida.

Las ciencias naturales utilizan el método científico para la incorporación de una serie de conocimientos sobre los fenómenos de la vida. Cabe destacar que no es el único instrumento que utilizan las ciencias para la sistematización de las ideas.

Los pasos del método científico están bien establecidos: observación, recolección de datos, organización de la información, resultados, conclusiones y comunicación. Aunque no necesariamente se sigue ese orden en todas las experiencias científicas. Más bien, podríamos decir que el método científico es una manera de alcanzar el conocimiento. Aunque también es posible obtener conocimiento sin método, nunca se alcanzará la eficiencia ni la seguridad que se obtiene cuando se sigue un método. En esencia, el método científico permite obtener conocimientos acerca de los fenómenos que se pueden comprobar y comunicar a otros.

En la construcción del conocimiento científico se ha hecho uso de dos procedimientos fundamentales: la observación y el razonamiento.

2. Etapas del método científico

PLANEACIÓN REALIZACIÓN REALIZACIÓN

Interprete en el esquema anterior la forma en que se relacionan las etapas del método científico:

8

También podemos definir "método científico" como aquellas prácticas utilizadas y ratificadas por la comunidad científica como válidas a la hora de proceder con el fin de exponer y confirmar sus teorías. Las teorías científicas, destinadas a explicar de alguna manera los fenómenos que observamos, pueden apoyarse o no en experimentos que certifiquen su validez. Sin embargo, hay que dejar claro que el uso de metodologías experimentales, no es necesariamente sinónimo del uso del método científico, o su realización al 100%. Por ello, Francis Bacon define las etapas del método científico de la siguiente manera: 1. Observación: Observar es aplicar atentamente los sentidos a un objeto o a un fenómeno, para estudiarlos tal como se presentan en realidad, puede ser ocasional o causalmente.

2. Inducción: La acción y efecto de extraer, a partir de determinadas observaciones o experiencias particulares, el principio particular de cada una de ellas.

3. Hipótesis: Planteamiento mediante la observación siguiendo las normas establecidas por el método científico.

4. Probar la hipótesis por experimentación.

5. Demostración o refutación (antítesis) de la hipótesis.

6. Tesis o teoría científica (conclusiones).

Características del método científico: 1. Proporciona los medios necesarios para probar si una afirmación es o no válida. Si alguien afirma que ha descubierto una droga eficaz para curar el cáncer no basta la afirmación; es necesario demostrarla con un análisis y experimentación de dicha situación.

2. Debe hacer uso de todas las pruebas que tengan relación con el problema que se investiga. El investigador no solo debe de tomar en cuenta sus puntos de vistas, sino también el de los demás. No se trata de probar que él tenga la razón, sino de buscar la verdad como elemento fundamental.

3. Supone un análisis adecuado de los resultados obtenidos y una evaluación de las técnicas empleadas.

Sí el análisis careciera de lógica, toda la investigación se invalida y las conclusiones no serán fiables.

4. Se requiere de honradez intelectual. El investigador debe estar dispuesto a aceptar errores y fracasos, así como sus éxitos.

5. No puede traducirse en resultados categóricos y definitivos. Esto debido a la dinámica de la ciencia.

6. Permite acumular datos. La planificación de toda investigación debe considerar la información bibliográfica disponible.

Reflexione y complete: -Cuando las olas del mar cubren la costa es porque………..

-Si el cielo está nublado, probablemente…………….……….

-Si se observa el arcoíris en el cielo es porque…………………………….

-El sol sale todos los……………   

Para dar dicha respuesta, necesitas del método científico. ¿Por qué?

Existen otro método de estudio ¿Cuál?, ¿Qué característica presenta?

Mencione otros fenómenos que se relacionan con el ejemplo anterior.

¿Sabías Qué?

Las ciencias empíricas, experimentales o naturales son aquellas que estudian los fenómenos observables de la naturaleza. Se llaman experimentales porque parten de la experiencia y utilizan como criterio para aceptar sus tesis, la verificación experimental. Experiencia se define por tanto, como todo objeto, hecho o fenómeno susceptible de ser observado o experimentado a través de la percepción sensible.

9

PASOS DEL MÉTODO CIENTÍFICO PARA LA ELABORACION DE TUS PROYECTOS Observa con curiosidad la naturaleza ¿Qué te llama la atención? ¿Qué hace falta?

Analiza y pregúntate. Define tu problema. Un problema bien definido está a medio resolver.

Planifica y organízate. Divide el problema en partes.

Investiga, explora y recopila evidencia. Busca en Internet, libros, pregunta a profesionales.

Haz una hipótesis clara. Haz predicciones para probar en tu experimento.

Experimenta. Define tus variables y tu control.

Llega a una conclusión. Haz otras pruebas para confirmar.

10

2.1 Aplicación del método científico en la solución de problemas Aprendamos juntos…

En la siguiente situación, consideras que Daniel utiliza el método científico para resolver el problema. ¿Por qué?

Describe las etapas por las cuales se resuelve dicho problema.

La Biblia nos ofrece el siguiente ejemplo: "El rey ordenó a Aspenaz, jefe de personal de palacio, que escogiera entre los israelitas de estirpe real o de familias nobles a jóvenes sin ningún defecto físico, de buen parecer, bien instruidos, cultos, inteligentes y aptos para servir en el palacio real, y que les enseñara la lengua y la literatura de los caldeos."

Entre los seleccionados figuraba Daniel, quien propuso a su cuidador el siguiente diseño de ensayo: " Por favor, haz con nosotros una prueba durante diez días: que nos den legumbres para comer y agua para beber. Después compara nuestro aspecto con el de los jóvenes que comen manjares de los que se sirven al rey, y trátanos según el resultado."

El ensayo tuvo el resultado esperado por Daniel: "Al cabo de diez días tenían mejor y más sano aspecto que todos los jóvenes alimentados con los manjares que se servían al rey. Así que el inspector les retiró su ración de comida y de vino y les daba sólo legumbres."

Es evidente que la razón para realizar el ensayo fue el deseo de Daniel y sus compañeros de no comer lo mismo que los caldeos del entorno real, al parecer aficionados al vino y los manjares. Para conseguirlo necesitó demostrar la superior eficacia de la dieta israelita frente a la caldea.

Actividad: 

Mencione algunas actividades que realizas y necesiten de la aplicación del Método Científico (MC).



Reconstruye una situación problemática, en la cual se diferencien las etapas del método científico.



Establece diferencias y semejanzas entre el método científico y empírico.



Observe las siguientes imágenes, selecciones una de ellas y explique de qué forma aplicarías las etapas del método científico:

11

Observe en el esquema la interrelación que se da entre las etapas del método científico y explíquelo con sus palabras.

2.2 Hipótesis ¿Qué es una hipótesis?

Es una proposición condicional, “si…entonces”, que por lo general se obtiene de una observación casual del mundo real. De la hipótesis se sacan conclusiones. Si estas conclusiones no están de acuerdo con la realidad, la hipótesis se descarta y se formula una nueva. Si las conclusiones están conformes a la realidad, la hipótesis se acepta como una teoría.

También podría ser una suposición, o un supuesto. Referida a la ciencia, es una generalización o enunciado general que, en principio, supone una interpretación de determinados hechos, y que adoptamos transitoriamente como verdadera mientras la sometemos a confirmación o refutación. En expresión de, son «conjeturas felices» sobre las conexiones que se establecen entre los fenómenos que estudiamos. ¿Cómo se formulan las hipótesis?

Primero se reúnen y ordenan experiencias y observaciones. Luego se hacen enunciados protocolarios de cuyos resultados inducimos hipótesis. (Concepción inductivista). En principio, las hipótesis han de ser pertinentes (adecuadas para explicar los hechos), consistentes (con otras hipótesis y otros resultados de la ciencia) y comprobables (referibles a la experiencia).

12

3. Evolución y Desarrollo de la tecnología 3.1 Relación de la ciencia, tecnología y sociedad La tecnología es el conjunto de conocimientos científicos y técnicos aplicados a la industria. Uno de los tópicos en el debate actual sobre la ciencia y la tecnología consiste en determinar qué tanto han servido para configurar a las sociedades modernas y trasformar a las tradicionales. Los progresos científicos como también tecnológicos han modificado radicalmente la relación del ser humano con la naturaleza y la interacción entre los seres vivos. Hoy en día la ciencia y la tecnología calan los niveles más altos en la sociedad actual.

La ciencia y la tecnología no se pueden estudiar fuera del contexto social en el que se manifiestan. Entre la ciencia y la tecnología existe un claro estado de simbiosis; en otras palabras, conviven en beneficio mutuo.

Aunque el efecto de ambas actuando conjuntamente es infinitamente superior a la suma de los efectos de cada una actuando por separado.

Y, sin embargo, ante estos progresos que no podían ni siquiera imaginar las autopistas del pasado, empiezan a surgir preguntas cada vez más serias sobre el lugar que incumbe la ciencia y la tecnología en nuestra sociedad; y además con una constancia tal que no se pueden ignorar tales problemas. En la frase escrita por Albert Camus, la cual me llamó mucho la atención, decía lo siguiente: “El siglo XVII fue de las matemáticas, el siglo XVIII el de las ciencias físicas, el siglo XIX el de la biología y nuestro siglo XX es el siglo del miedo”. ¿Es cierto esto?, Podríamos decir que sí; ya que la ciencia y la tecnología han tenido tanto auge, tanto desarrollo que hoy en día muchos temen que la ciencia y la tecnología lleguen a destruir el mundo.

Muchas personas lo ven de la siguiente manera, ¿Cuántas personas han muerto en accidentes automovilísticos?. Si la ciencia y la tecnología no hubiesen creado los automóviles, no ocurrieran tantos accidentes. Pero dejan atrás la otra cara de la moneda, ¿Cuántas personas se han salvado gracias al transporte automovilístico?, ¿Cuánto tardaríamos en trasladarnos de un lugar a otro?, Si no se hubiesen desarrollados estos inventos. Lo que une a la ciencia y la tecnología con la sociedad son las necesidades y los deseos de la sociedad.

Son muchos los que consideran la ciencia como una amenaza y no solo en nuestros tiempos, sino desde hace muchos años, es el típico caso de Galileo quien fue condenado por el Papa, ya que este consideraba que su nuevo método de considerar la verdad constituía un gran desafío a la autoridad tradicional. Aunque muchos consideran que esto se debe a que la sociedad no tolera aquello sobre lo que no dispone información o simplemente que no lo puede comprender.

Hoy en día, la tecnología es parte del sistema de vida de todas las sociedades. La ciencia y la tecnología se están sumando a la voluntad social y política de las sociedades de controlar sus propios destinos, sus medios y el poder de hacerlo. La ciencia y la tecnología están proporcionando a la sociedad una amplia variedad de opciones en cuanto a lo que podría ser el destino de la humanidad.

3.2 Impacto de la tecnología en la sociedad La tecnología se propone mejorar u optimizar nuestro control del mundo real, para que responda de manera rápida y predecible a la voluntad o el capricho de la sociedad, aunque no siempre sea en su beneficio. La tecnología es también proveedora de la industria y de la empresa comercial; para nada sirve si sus productos no responden a las necesidades de los consumidores. Tradicionalmente la tecnología ha progresado por el método empírico del tanteo.

La tecnología ha estado a la vanguardia en muchos campos que posteriormente adquirieron una sólida base científica. Se dice que los efectos de la tecnología constituyen un “impacto”.

13

Desde los primeros tiempos de la agricultura o desde fines de la Edad del Hierro, la cultura humana ha tenido una tecnología, es decir, la capacidad de modificar la naturaleza en un grado u otro. Se considera que la tecnología proporciona estimables beneficios a corto plazo, aunque a largo plazo han engendrado graves problemas sociales. Algunos autores consideran que los problemas que ha generado la tecnología son indirectamente provocados por la ciencia, ya que si no contáramos con los avanzados conocimientos científicos, no tendríamos una tecnología tan adelantada.

3.3 Beneficios y Perjuicios del Uso de la Tecnología Los beneficios que trae consigo la tecnología moderna son muy numerosos y ampliamente conocidos. Una mayor productividad proporciona a la sociedad unos excedentes que permiten disponer de más tiempo libre, dispensar la educación y, de hecho, proseguir la propia labor científica. Todos nosotros necesitamos alimentos, vivienda, ropa, etc. Cuando quedan satisfechas esas necesidades básicas y la tecnología empieza a proporcionar beneficios cada vez más triviales, es cuando surgen esencialmente los problemas.

Si consideramos la situación actual de los países desarrollados, vemos que la gente o parece más feliz que en el pasado, y a menudo tampoco tiene mejor salud. Los desechos ambientales que produce la tecnología han creado nuevas formas de enfermedades y fomentado otras. El propio trabajo es hoy más monótono y decepcionante. El ser humano necesita realizar algo que estimule su cerebro, su capacidad manual y también necesita variedad.

La industria de base tecnológica ha desarticulado a la familia. Por ejemplo, el hecho de tener que dedicar mucho tiempo al transporte separa a menudo a un padre de sus hijos. La sociedad tecnológica tiende también a separar a la madre del niño pequeño. La facilidad de las comunicaciones incita a los hijos a irse muy lejos, y la familia a dispersarse más. A consecuencia de todo esto, se debilita la transmisión cultural de las técnicas (por ejemplo, la cocina, la educación de los niños, etc.) y los pedagogos tienen que intentar llenar estas lagunas.

Normalmente, las sociedades están integradas por grupos coherentes en las cuales se reconoce la identidad personal y se ejercen presiones para reducir los actos antisociales. Si están demasiado aislados, estos grupos se vuelven opresivos. En un primer momento, los efectos de la facilidad de las comunicaciones parecen beneficiosos, porque liberan a la gente de las presiones locales, pero al persistir esta tendencia, se quedan a menudo aislados.

Es indudable que la tecnología ha servido para que las guerras sean mucho más funestas todavía, ya que afectan a todo el mundo, no solamente a civiles sino también a los neutrales y a pueblos primitivos. La violencia y la delincuencia también se deben simplemente a la tecnología; por lo que podríamos considerar la tecnología como uno de los problemas más grandes de la sociedad actual, ya que la delincuencia es uno de los problemas más abrumadores y que más afecta a la sociedad actual.

Comente:  ¿Qué técnicas y herramientas conoces?  En un mapa conceptual describe qué herramientas tecnológicas y manuales utiliza en su hogar, escuela y comunidad.  ¿Cómo se ha desarrollado la tecnología a través del tiempo?

Reflexione:  En qué actividades académicas, personales y sociales ha influido la tecnología?  ¿Cómo puede afectar el progreso tecnológico al ser humano? ¿Qué medidas o alternativas de precaución deberá tomar en cuenta el ser humano?  Elabore un collage acerca de los perjuicios y beneficios que presenta la tecnología en la sociedad.

14

II Gametogénesis INFERTILIDAD Lectura: La infertilidad es la incapacidad de la pareja de lograr una gestación que lleve al nacimiento de un hijo.

Lo que más sorprende de la infertilidad es que en la mayoría de parejas aquejadas de infertilidad, todos los exámenes convencionales que les han practicado han resultado normales. Y que de 20 causas de infertilidad usualmente no se tratan más de una o dos, minimizando cualquier probabilidad de éxito, pues usualmente coexisten varias causas de infertilidad.

El examen más simple para infertilidad es el espermograma pues si este es perfectamente normal el estudio se focalizaría en la mujer.

Sin embargo, es frecuente encontrar pequeñas anormalidades en el espermograma que aunque no impiden la fertilidad, si la dificultan, más si la mujer presenta alteraciones.

La infertilidad es un problema frecuente que consiste en la no concepción después de un año de mantener relaciones sexuales sin ningún medio de planificación. Aproximadamente 20% de las parejas están aquejadas por infertilidad, la cual podría ser curable en más del 90% de los casos si se hiciera un diagnóstico adecuado.

Sin embargo, la falta de dicho diagnóstico impide lograr el embarazo.

Generalmente la infertilidad se origina en ambos miembros de la pareja y no en uno sólo, por lo que es indispensable hacer estudios al hombre y a la mujer estudiar tanto al hombre como a la mujer.

La esterilidad es la incapacidad total de concebir. Aproximadamente el 1.5% de las parejas son estériles, lo cual significa que la única opción que tienen es la adopción.

Fecundidad es la capacidad de participar en la concepción de un embarazo y depende de la edad de la pareja, la frecuencia del coito y la contracepción (o planificación familiar) empleada.

Relación entre fertilidad y edad de la mujer.

La edad de la mujer tiene relación muy estrecha con la fertilidad siendo de los 22 a los 35 años la edad de mayor probabilidad de lograr embarazos normales como vemos en la gráfica a continuación.

Sin embargo, las probabilidades pueden mejorarse pues la gran mayoría de parejas fértiles tienen alguna patología que dificulta la fertilidad, y están incluidas en esta estadística.

Si tales parejas corrigieran esas causas que aunque no impiden el embarazo, si dificultan la fertilidad, las estadísticas serían mejores. Adicionalmente, en la población estándar los intentos de lograr el embarazo se reducen en mujeres muy jóvenes, y en mujeres mayores, en las primeras por factores económicos, y las segundas en general por factores profesionales. Por ello, si se desea lograr el embarazo y se corrigen las anormalidades que aparezcan en el Syscan practicado a la mujer, obviamente la gráfica dará más oportunidades.

Relación entre edad de la mujer y posibilidad de lograr el embarazo

15

Actividades:  Lee detenidamente el artículo referido a “Infertilidad”.  Discute con tus compañeros: ¿Por qué es un problema la infertilidad? ¿Cuáles son las consecuencias que trae la infertilidad en la pareja? ¿Cuáles son las causas de la infertilidad? ¿Qué entidades trabajan en la divulgación contra la infertilidad?  Interprete la gráfica que aparece en la lectura.  Reflexione: Algunas personas que padecen de infertilidad son tratados de forma especial sometidos a discriminaciones. ¿Qué opinas de este comportamiento?

y en algunos casos son

1. Importancia de la gametogénesis La reproducción es la capacidad que los seres vivos tienen para perpetuarse y dar lugar a otros individuos semejantes a ellos y constituye una función básica de todo organismo.

Los detalles del proceso reproductivo varían mucho según los organismos, pero existen dos mecanismos por los cuales se propagan o multiplican: uno es la reproducción asexual, donde los nuevos organismos provienen de un progenitor, el otro es la reproducción sexual, donde los nuevos organismos provienen de la combinación genética de dos células llamadas gametos aportadas por dos progenitores.

La reproducción sexual está conformada por dos etapas, la primera llamada gametogénesis, en la cual se produce el gameto o unidad reproductora mediante el proceso de meiosis y la segunda etapa o fecundación durante la cual el gameto masculino y el femenino se unen para formar el huevo o cigoto.

El proceso de Meiosis durante la primera etapa puede ocurrir en diferentes momentos del ciclo biológicos de las especies animales y vegetales.

Comente: ¿Qué importancia tiene el proceso de la En los animales ocurre en el momento en que se forman los Gametogénesis? gametos: el óvulo o el espermatozoide, por lo que son orgánicos o heterogámicos. Algunos animales inferiores, como las esponjas no han desarrollado todavía órganos especializados para la formación de gametos, por lo que algunas células de estos organismos se transforman en óvulos y otras en espermatozoides.

En muchas especies de animales inferiores un mismo individuo produce óvulos y espermatozoides, por lo que son hermafroditas. Tal es el caso de las hidras, esponjas y lombrices de tierra.

En la mayoría de los vegetales, excepto en las plantas con flores, luego del proceso de meiosis, en lugar de producirse los gametos como sucede en los animales, se forman estructuras, las cuales posteriormente darán lugar a los gametos. Por ejemplo, los helechos producen esporas normalmente en el envés de sus hojas. Estas esporas surgen como resultado del proceso de meiosis, y al igual que las células son haploides. Estas plantas producen gametos, de allí su nombre de gametofito. Los gametos al fusionarse, producen un nuevo helecho, diploide. Como se puede observar en el ciclo de vida de estos organismos una fase diploide alterna con una haploide, ésta última tiene un período de vida muy corto comparado con la diploide.

Gametogénesis es el proceso de formación de gametos en las gónadas por medio de la meiosis a partir de células germinales. Mediante este proceso, el número de cromosomas que existe en las células germinales se reduce de diploide a haploide, es decir, a la mitad del número de cromosomas que contiene una célula normal de la especie de que se trate. En el caso de los humanos si el proceso tiene como fin producir espermatozoides se le denomina espermatogénesis y se realiza en los testículos. En caso contrario, si el resultado es óvulos se denomina ovogénesis y se realiza en los ovarios.

16

2. Diferencias y Semejanzas entre Espermatogénesis y Ovogénesis Diferencias Espermatogénesis     

Se realiza en los testículos.

Ocurre a partir de una célula diploide llamada espermatogonias.

Cada espermatogonias da origen a cuatro espermatozoides.

En la Meiosis I el material se divide equitativamente.

Durante toda la vida del hombre se producen espermatozoides de manera ininterrumpida.

Ovogénesis     

Se realiza en los ovarios.

Ocurre a partir de una ovogonia.

Cada ovogonia da origen a un óvulo y tres cuerpos polares inútiles.

En la Meiosis I no se divide el material equitativamente quedando casi todo el citoplasma en una sola célula hija.

La mujer nace con un número determinado de óvulos aprox. 400.000.

Semejanzas  Ambos procesos constituyen sub−procesos de la Gametogénesis.  Tanto en Ovogénesis como en Espermatogénesis hay producción de células sexuales o gametos.  En ambos procesos intervienen tanto divisiones mitóticas como meiótica.  Ambos procesos pertenecen a modalidades de reproducción sexual en animales.  Ambos procesos se forman dentro de órganos reproductores o gónadas.  Ambos procesos inician sus fases a partir de células germinales producidas por mitosis.

2.1 Espermatogénesis La espermatogénesis es el proceso de formación de los espermatozoides o gametos masculinos que tiene lugar en los testículos de los machos.

Los millones de espermatozoides que producen los testículos provienen de unas células diploides conocidas como espermatogonias.

Las espermatogonias se dividen muchas veces por mitosis para dar origen a nuevas espermatogonias, pero algunas se transforman en espermatocitos primarios que al dividirse por meiosis generan espermatocitos secundarios los cuales llevan a cabo la segunda división meiótica y reciben el nombre de espermátidas haploides.

Las espermáticas modifican notablemente su estructura para transformarse en espermatozoides funcionales.

En general, el espermatozoide es una célula pequeña y móvil que consta de una cabeza y una cola. En la cabeza, cerca de la punta, se observa el acrosoma, donde se acumulan las vesículas de Golgi que forman enzimas hidrolíticas para permitir al espermatozoide penetrar al óvulo. En la pieza intermedia se disponen las mitocondrias, que proporcionan energía suficiente al flagelo para permitir su desplazamiento hasta encontrarse con el óvulo.

El tiempo de vida de los espermatozoides es muy variado; por ejemplo, el espermatozoide de un zángano puede vivir dentro del cuerpo de la abeja reina durante más de un año; en los seres humanos, la actividad del espermatozoide puede mantenerse de tres a cinco días en el aparato reproductor femenino.

17

2.2 Ovogénesis La ovogénesis es el proceso de formación y diferenciación de los gametos femeninos u óvulos en los animales, incluido el ser humano. La ovogénesis, al igual que la espermatogénesis, basa en el proceso de la meiosis, que produce, mediante dos divisiones sucesivas, cuatro células con un genotipo recombinado y la mitad de ADN. Estas dos células efectúan la segunda división meiótica; del ovocito secundario se forman otras dos células: una grande, que contiene la mayor parte del citoplasma original, y otra pequeña o segundo glóbulo polar. Los glóbulos polares se desintegran rápidamente, mientras que la otra célula se desarrolla para convertirse en un óvulo maduro haploide.

Al crecer, los óvulos se rodean de una capa de células diferentes, constituyendo lo que se conoce como folículo de Graaf. El folículo se llena de líquido y crece, hasta formar una vesícula grande que sobresale de la pared del ovario. En su interior existe ya un solo óvulo grande. Al reventar el folículo, el óvulo ya maduro y rodeado de células foliculares se dirige a las trompas de Falopio, donde puede ser fecundado. La liberación del óvulo por el ovario se conoce como ovulación.

Algunas investigaciones recientes han considerado que en cada ovario se generan aproximadamente 400 mil óvulos. Se cree que todos ellos ya existen en el ovario de la recién nacida, aún cuando permanecen inactivos desde el nacimiento hasta la influencia de las hormonas en la pubertad.

En los seres humanos, el feto femenino empieza a formar ovogonias, pero se detiene el proceso de meiosis en la etapa de ovocito secundario hasta que, a partir de la pubertad y por efectos hormonales, se desprende un ovocito en cada ciclo menstrual; la segunda división meiótica ocurre después de efectuarse la penetración del espermatozoide. En los varones, la meiosis se inicia cuando el individuo alcanza la madurez sexual.

Actividades:  Antes de leer el material de estudio analice: ¿Existiría la posibilidad de que la meiosis ocurriera, en un organismo de reproducción asexual? ¿Qué le sucedería a un organismo, en caso de que fallara el mecanismo de la mitosis?

Durante la formación de los gametos, es imprescindible que el número de cromosomas de éstos se reduzca a la mitad. ¿Por qué? ¿Qué pasaría si no se redujera el número de cromosomas? 

Lee el material referido a la gametogénesis.



Explique a través de un esquema el proceso de gametogénesis.



Elabore un cuadro comparativo acerca de las semejanzas y diferencias que encuentras entre la espermatogénesis y la ovogénesis.



Comente:

¿Qué importancia tiene la gametogénesis para la especie humana?, ¿Qué sucede cuando hay una alteración en dicho proceso?

Investigue cuáles son las fases que presenta el proceso de la gametogénesis

18

3. Fases de la gametogénesis Fase de proliferación o multiplicación.

En esta Fase, las células generativas se dividen por sucesivas mitosis, dando lugar a células madres de los futuros gametos: espermatogonias y oogonias, respectivas.

Fases de crecimiento.

En esta fase las espermatogonias y oogonias crecen, aumentando de tamaño y se transforma espermatocitos y oocitos de fases de la gametogénesis.

La fase de proliferación tiene lugar durante toda la vida fértil del hombre; continuamente van entrando en fase de crecimiento nuevas espermatogonias. En la mujer, la fase de proliferación y crecimiento tiene lugar durante el desarrollo embrionario. Los oocitos de primer orden formados se rodean de células foliculares, dando lugar a los folículos primordiales, los cuales detienen la actividad hasta la pubertad. Al nacer, los ovarios poseen unos 700 000 folículos, número que irá descendiendo con la edad; este fenómeno recibe el nombre de atrofia folicular.

Fase meiótica o de maduración.

En ella los espermatocitos y oocitos de primer orden entran en meiosis. Tras la primera división meiótica se obtienen células 2 (n), con un solo juego de cromosomas homólogo, con dos cromátidas, llamadas espermatocitos y oocitos de segundo orden.

En la espermatogénesis se forman dos espermatocitos de Formación de los gametos: segundo orden por cada uno de primer orden y, tras la segunda espermatogénesis y ovogénesis división meiótica, se obtienen cuatro espermátidas. En la oogénesis tan sólo se forma un oocito de segundo orden, que recibe la mayor parte del citoplasma materno. Además se forma una célula degenerativa, el primer corpúsculo polar. En la segunda división meiótica el oocito de segundo orden da lugar a un único óvulo, liberando un segundo corpúsculo polar.

En el hombre, son muchos los espermatocitos de primer orden que entran en meiosis, produciendo continuamente espermátidas. En la mujer sólo un oocito de primer orden, alojando en el folículo primario, entra periódicamente en fase de maduración. Acompañando al ciclo ovárico, la pared uterina sufre una serie de alteraciones inducidas por las hormonas ováricas y que constituyen el ciclo menstrual.

Fase de diferenciación.

Estructura del espermatozoide

Paralelamente a la maduración nuclear se produce la maduración citoplasmática.

19

En la espermiogénesis o proceso de diferenciación del espermatozoide, la mayor parte del citoplasma de la espermátida se degenera. El núcleo se agranda, constituyendo la cabeza del espermatozoide, que en su extremo presenta una prominencia, el acrosoma. Este está formado por una vesícula derivada del aparato de Golgi, llena de enzimas líticas que disuelven la membrana del óvulo durante la fecundación. Al mismo tiempo se desarrolla la cola, formada por un largo flagelo, que arranca de la pieza intermedia. En ella se localizan abundantes mitocondrias que suministran la energía necesaria.

Estructura del óvulo

Se ha preguntado: ¿Será el sistema reproductor fundamental para la vida del ser humano?     

El óvulo apenas sufre modificaciones, en algunas especies acumula en el citoplasma una compleja mezcla de sustancias de reserva que constituyen el vitelo. En la periferia del citoplasma se localizan los gránulos corticales, pequeñas vesículas derivadas del aparato del Golgi. Alrededor de la membrana plasmática existe una zona pelúcida, una membrana elástica y transparente envuelta, a su vez, por la corona radiada (formada por células foliculares, reunidas por una sustancia viscosa). El núcleo, excéntrico, se localiza en un polo celular formando la vesícula germinativa; los nucléolos que posee reciben el nombre de mancha germinativa.

Actividades: Observe la lámina de la formación de los gametos.

Explique brevemente: ¿Cómo se forma el gameto femenino y el gameto masculino?

Dibuje en su cuaderno la estructura de un óvulo y de un espermatozoide.

Lee el material de estudio y elabore un cuadro sinóptico de las fases que presenta el proceso de la gametogénesis.

Establece diferencias entre la fase de crecimiento, fase de maduración y fases de diferenciación.

Establece relación entre gametogénesis, reproducción sexual y variabilidad genética.

III Sistema reproductor Todos los seres vivos se reproducen. La reproducción es el proceso mediante el cual los organismos engendran otros organismos similares a ellos mismos, es uno de los rasgos que distingue a los seres vivos de los seres inertes. Pero, aunque el sistema reproductor es fundamental para mantener viva a una especie, a diferencia de otros sistemas corporales, no es fundamental para mantener vivo al individuo.

En el proceso de reproducción humana, participan dos tipos de células sexuales, o gametos.

Considera importante el papel del hombre y la mujer en la formación de una vida.

20

El gameto masculino, o espermatozoide, y el gameto femenino, u ovocito, entran en contacto en el sistema reproductor femenino y se funden entre sí engendrando un nuevo ser. Tanto el sistema reproductor femenino como el masculino son necesarios para la reproducción. La mujer necesita espermatozoide para fecundar el ovocito, a pesar de que es ella quien llevará al hijo en su interior a lo largo de todo el embarazo y quien se encargará de traerlo al mundo mediante el parto.

Los seres humanos, al igual que otros organismos, transmiten ciertas características de sí mismos a la siguiente generación a través de sus genes, estructuras especializadas en transmitir los rasgos humanos. Los genes que los padres trasmiten a sus hijos son los que determinan que estos últimos se parezcan a otros miembros de su familia, pero también son los que hacen único a cada ser humano.

1. Sistema reproductor masculino 1.1Estructura.

El aparato reproductor masculino, está estructurado por las gónadas masculinas o testículos, las vías espermáticas, glándulas anexas y el pene. El funcionamiento normal de estos órganos determina la producción de células sexuales masculinas o espermatozoides y la entrada de estas a los genitales femeninos.

1.2 Función.

Testículos Los testículos son dos glándulas contenidas en una bolsa de piel llamada escroto o saco escrotal. En el hombre como en la mayoría de los mamíferos se forma dentro del abdomen cerca de los riñones y están en este sitio hasta poco antes o después del nacimiento, descendiendo luego al escroto a través de una abertura en la pared abdominal llamada canal inguinal. El escroto sirve como unidad de enfriamiento, manteniendo a los espermatozoides entre 2 a 4º C menos, ya que estos no se forman a la temperatura corporal.

Cada testículo está cubierto por una membrana, la túnica albugínea, que en su extensión forma tabiques hacia su interior dividiéndolo en un número aproximado de 250 compartimientos llamados lóbulos o lóculos.

Cada lóbulo contiene de 1 a 3 canículos denominados tubos seminíferos, formados por células germinativas que darán origen a las espermatogonias y luego a los espermatozoides y células de sostén derivadas del epitelio superficial de la glándula y cuya función es la de segregar hormonas entre los 12 a 14 años.

Estos tubos se unen a los de la red de Haller los cuales a su vez penetran en los conductillos eferentes que conducen los espermatozoides hasta el canal común llamado epidídimo.

El número de espermatozoides presentes en unas gotas de semen es extraordinario. De 100 a 200 millones por milímetro cúbico de semen y 5 millones por gota.

El testículo es una glándula de secreción mixta gracias a las hormonas gonado-trópicas segregadas por la glándula hipófisis o pituitaria: folículo estimulante (FSH) y luteinizante (LH). La primera determina la maduración de los espermatozoides vertidos al exterior del cuerpo y la segunda, estimula las células intersticiales para que secreten la hormona masculina testosterona, encargada de estimular cambios orgánicos y psíquicos relacionados con el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios como: -

Vello púbico, axilar y facial.

Desarrollo de las cuerdas vocales que tornan la voz más grave.

Desarrollo de la musculatura.

Incremento del crecimiento del cuerpo.

21

Vías Espermáticas.

Son los canales que conducen los espermatozoides desde los testículos hasta el exterior, para ser depositados en los órganos femeninos de la reproducción, estos en conjunto son: tubos seminíferos, epidídimo, conductos deferentes, conductos eyaculadores y la uretra.

• • • •

Epidídimo, es un tubo completamente enrollado de entre 5 y 6 cm en donde las células espermáticas terminan su maduración y se almacenan. El epidídimo desemboca al conducto espermático o vaso deferente.

Conductos deferentes, llamado también vaso, se extiende desde el escroto a través del canal lingual, hacia la cavidad pélvica y desemboca al conducto eyaculador.

Conductos eyaculadores, estos conductos atraviesan la próstata y se unen formando la uretra.

Uretra, se inicia en la vejiga urinaria y es el conducto que expulsa el líquido seminal durante el coito y la orina en la micción o acto de orinar. Esta doble función se realiza independientemente la una de la otra, gracias a una regulación refleja que cierra las conexiones entre la vejiga y la uretra durante la eyaculación y entre los conductos eyaculadores y este mismo conducto durante la expulsión de orina.

Glándulas Anexas.

Son 3 órganos cuyo producto de secreción constituye el fluido seminal, estas son, las vesículas seminales, la próstata y las glándulas de Cowper.

• Vesículas Seminales, están localizadas en la superficie posterior de la vejiga, son glándulas huecas de alrededor de 5 cm. De largo. Secretan un fluido seminal viscoso que contienen nutrientes para los espermatozoides.

•

Próstata, son dos glándulas fusionadas alrededor de la uretra a la altura de su origen en la vejiga. Se encarga de segregar un líquido alcalino que tiene por función activar o incrementar la movilidad de los espermatozoides y neutralizar la acidez de la uretra y la vagina durante la vejez esta glándula se agranda y oprime la uretra dificultando la eliminación de orina, este problema se conoce con el nombre de prostatitis, siendo necesario realizar una intervención quirúrgica para solucionar este problema.

Glándulas de Cowper, son dos pequeñas glándulas que se ubican en la raíz del pene. La secreción mucosa de estas glándulas desembocan en la extremidad anterior de la uretra y sirve como una sustancia lubricante.

El Pene Es el órgano copulador que introduce los espermatozoides en el aparato genital femenino. Es de aspecto cilíndrico y en el que se distinguen tres partes que son raíz, cuello y glande. Se designa con el nombre de raíz al punto donde se insertan los cuerpos cavernosos y esponjosos con la región perineal. Llámese cuello a la región que se encuentra entre la raíz y el glande.

•

El glande es un ensanchamiento de aspecto cónico que se encuentra recubierto por un repliegue cutáneo llamado prepucio.

Si se efectúa un corte transversal del pene encontramos que está formado por un tejido eréctil, del cual podemos distinguir dos tipos: •

Cuerpos cavernosos, estos tienen la forma cilíndrica y en número de dos están colocados en la parte superior del pene, están formados de tejido eréctil, por donde circula la sangre.

•

Cuerpo esponjoso, es una formación de cilindroide situado en la parte inferior del cuerpo cavernoso, que está atravesado en toda su extensión por la uretra.

22

Durante la excitación sexual las arterias que se encuentran en el tejido esponjoso se dilatan, por lo cual se llenan de sangre, haciendo con esto que el pene cambie del estado flácido a un estado de erección, dureza que le permite su entrada a la vagina de la mujer. Allí el estímulo que produce la fricción del pene contra las paredes vaginales, origina la contracción de los músculos de los conductos deferentes, glándulas anexas y uretra lo que provoca la eyaculación del líquido seminal.   

Construye en forma creativa un fichero, con las palabras que se encuentran resaltadas en el texto. Puede incluir otras palabras que considere de importancia, o bien algún aspecto que te llame la atención.

Elabore un mapa conceptual acerca de las estructuras y funciones del sistema reproductor masculino.

Investigue cuáles son las enfermedades que atacan al Sistema Reproductor Masculino, así como sus medidas de prevención.

2. Sistema reproductor Femenino 2.1 Estructura.

La mayoría de las especies tienen dos sexos: macho y hembra. Cada sexo tiene su sistema reproductor.

Difieren en forma y estructura, pero ambos están específicamente diseñados para producir, nutrir y transportar, bien ovocitos o bien espermatozoides.

A diferencia del hombre, la mujer tiene el sistema reproductor localizado íntegramente en la pelvis. La parte externa de los órganos reproductores femeninos se denomina vulva, que significa cubierta. Ubicada en la entrepierna, la vulva cubre la abertura de la vagina y otros órganos reproductores localizados en el interior del cuerpo.

El área carnosa localizada justo encima de la parte superior de la abertura vaginal se denomina monte de Venus. Dos pares de pliegues de piel denominados labios (por su similitud en apariencia con los labios propiamente dichos) rodean la abertura vaginal. El clítoris, un pequeño órgano sumamente sensible, se encuentra en la parte anterior de la vulva donde se unen los pliegues de los labios.

Entre los labios, se encuentran dos aberturas, la de la uretra (el conducto que transporta la orina, procedente de la vejiga, hasta el exterior del cuerpo) y la de la vagina. Una vez que una niña madura sexualmente, los labios más externos y el monte de Venus se cubren de vello púbico.

Elabore un mapa conceptual que incluya la función de los órganos internos y externos del sistema reproductor femenino.

Los órganos reproductores internos femeninos son la vagina, el útero, las trompas de Falopio y los ovarios.

La vagina es un tubo muscular y hueco que se extiende desde la abertura vaginal hasta el útero. La vagina tiene una longitud de 8 a 12 cm. en una mujer madura. Al tener paredes musculares, se puede dilatar y contraer. Esta capacidad para expandirse y estrecharse permite que la vagina albergue en su interior objetos tan finos como un tampón o tan voluminosos como un bebé.

Las paredes musculares de la vagina están recubiertas de mucosas, que la protegen y mantienen húmeda.

La vagina tiene tres finalidades: • Donde el hombre aloja el pene durante el coito.

• Trayecto que recorre el bebé durante el alumbramiento, denominado “canal del parto”.

• Vía a través de la cual se expulsa el sangrado menstrual (o período).

23

La abertura de la vagina está cubierta parcialmente por una fina lámina o telilla de tejido, provista de uno o más orificios, denominada himen. El himen puede variar considerablemente de una mujer a otra. La mayoría de mujeres constatan que se les estira, rasga o perfora tras la primera relación sexual con penetración, y es posible que les sangre un poco (lo que, en caso de resultar doloroso, el dolor suele ser leve).

La vagina conecta con el útero, o matriz, a través del cuello uterino, a veces denominado cérvix. Las paredes del cuello uterino son gruesas y fuertes. Su abertura es muy estrecha. Durante el parto, el cuello uterino se dilata para permitir el paso del bebé.

El útero tiene forma de pera invertida, sus paredes musculares son gruesas y fuertes; de hecho, el útero posee algunos de los músculos más fuertes del cuerpo de una mujer. Estos músculos son capaces de dilatarse y contraerse para albergar al feto en proceso de crecimiento y luego para ayudar a empujar al bebé hacia el exterior durante el parto. En las mujeres que no están embarazadas, el útero mide tan solo 7,5 cm. de largo por 5 cm.

En las esquinas superiores del útero, las trompas de Falopio conectan el útero con los ovarios. Los ovarios son dos órganos de forma ovalada ubicados en la parte superior derecha e izquierda del útero. Producen, almacenan y liberan óvulos en el interior de las trompas de Falopio durante un proceso denominado ovulación.

Cada ovario mide aproximadamente de 4 a 5 cm. en una mujer madura.

Hay dos trompas de Falopio, cada una a cada lado del útero. Las trompas de Falopio miden aproximadamente 10 cm. de largo y tienen el grosor de un espagueti. En el interior de cada trompa hay un pequeñísimo canal cuya luz no supera la de una aguja de coser. En el extremo distal de cada trompa de Falopio, hay una zona de bordes irregulares que parece un embudo.

Esta zona de bordes irregulares envuelve al ovario sin adherirse totalmente a él. Cuando el ovario libera un ovocito, este entra en la trompa de Falopio y las diminutas vellosidades que recubren el interior de la trompa lo van empujando hacia abajo a través de un estrecho canal hasta el útero. Los ovarios también forman parte del sistema endocrino, ya que producen las hormonas sexuales femeninas, como los estrógenos y la progesterona.

¿Recuerda algo de las hormonas? ¿Cuál es la utilidad del estrógeno y la progesterona?

Construye en forma creativa un fichero, con las palabras que se encuentran resaltadas, puedes incluir otras palabras que considere de importancia, o bien algún aspectos que le llame la atención.

24

2.2 Función del sistema reproductor femenino La reproducción sexual no sería posible sin los órganos sexuales, aunque se considera que las gónadas son los testículos del hombre, ambos sexos tienen gónadas. Las gónadas femeninas, encargadas de producir gametos femeninos (ovocitos), son los ovarios. Las gónadas Se ha preguntado: masculinas, encargadas de producir los gametos masculinos ¿Cuáles son las funciones que (espermatozoides), son los testículos. Una vez que un ovocito desempeña el sistema reproductor es fecundado por un espermatozoide, pasa a denominarse femenino? cigoto.

Cuando una mujer nace, sus ovarios contienen cientos de miles de ovocitos, los cuales permanecen inactivos hasta la llegada de la pubertad. En la pubertad, la hipófisis, una glándula ubicada en el centro del cerebro, empieza a fabricar hormonas que estimulan a los ovarios a producir hormonas sexuales femeninas, incluyendo los estrógenos.

La secreción de estas hormonas determina que una niña se desarrolle hasta transformarse en una mujer sexualmente madura.

Hacia el final de la pubertad, las chicas empiezan a liberar mensualmente ovocitos como parte del ciclo menstrual. Aproximadamente una vez al mes, durante la ovulación, un ovario libera un ovocito diminuto en una de las trompas de Falopio. A menos que el ovocito sea fecundado por un espermatozoide al encontrarse con él en la trompa de Falopio, se secará y abandonará el cuerpo aproximadamente dos semanas después a través del útero. Este proceso se denomina menstruación. La sangre y tejidos del recubrimiento interno del útero se expulsan en forma de flujo menstrual.Es lo que se conoce como “período”, y en la mayoría de las chicas dura de 3 a 5 días. El primer período de una chica se denomina menarquía.

Es bastante habitual que las mujeres y chicas experimenten algunas molestias en los días previos al período.

El síndrome premenstrual (SPM) incluye síntomas, tanto físicos como emocionales, que presentan muchas mujeres y chicas justo antes de sus períodos menstruales, como acné, distensión abdominal, fatiga, dolor de espalda, inflamación y molestias en los senos, estreñimiento, diarrea, antojos, depresión, irritabilidad o dificultades para concentrarse y para controlar el estrés. Los síntomas del SPM suele ser más intensos durante los 7 días previos al inicio del período menstrual y desaparecen en cuanto este comienza.

Tras la menarquía, el cuerpo de una chica puede tardar hasta dos años en desarrollar un ciclo menstrual regular. Durante ese tiempo, su cuerpo se irá adaptando a las hormonas que se segregan durante la pubertad. Como promedio, el ciclo menstrual de una mujer adulta dura 28 días, aunque su duración puede oscilar entre 23 y 35 días.

25

Problemas que pueden surgir en el Sistema Reproductor Femenino Las chicas pueden presentar problemas en el sistema reproductor. A continuación, se describen brevemente algunos ejemplos de trastornos relacionados con el sistema reproductor femenino.

Problemáticas Nombre de la Características Enfermedad Vulva y Vagina

Vulvovaginitis



 Sangrado vaginal no menstrual

  

Los ovarios y las trompas de Falopio

Embarazos ectópicos

 

Tumores ováricos

Quistes de ovario

      

Menstruales

Dismenorrea Menorragia

 

Oligomenorrea



Amenorrea

 

Inflamación de la vulva y la vagina. provocada: 1. Por sustancias irritantes (como algunos detergentes para la ropa o determinados geles que se utilizan en los baños de espuma).

2. Por medidas inadecuadas de higiene personal (como limpiarse de atrás adelante después de defecar).

3. Por la excesiva proliferación de Cándida, un hongo normalmente presente en la vagina.

Los síntomas incluyen: enrojecimiento, picor en la zona vaginal y vulvar y a veces flujo vaginal.

Provocada generalmente por: Presencia de un cuerpo extraño en la vagina, a menudo papel higiénico.

Lesión provocada por un traumatismo (como caerse sobre una barra o el cuadro de una bicicleta), o ser objeto de abusos sexuales.

Ocurren cuando un ovocito fecundado, o cigoto, no se desplaza hasta el útero, sino que, contrariamente, crece rápidamente en la trompa de Falopio.

Las mujeres con este problema pueden tener fuertes dolores abdominales y deberían consultar a un médico porque podría ser necesario que se sometieran a una intervención quirúrgica de urgencia.

No son muy frecuentes.

Las chicas que tienen tumores en los ovarios suelen presentar dolor abdominal y masas o bultos palpables en el abdomen.

Es necesario acudir a cirugía para extirpar el tumor.

Son bolsas no cancerosas llenas de líquido o de material semisólido.

Aunque son frecuentes y suelen ser inofensivos, pueden convertirse en un problema si aumentan mucho de tamaño.

Los quistes grandes pueden comprimir los órganos adyacentes, provocando dolor abdominal.

En la mayoría de los casos, los quistes desaparecen solos y no requieren ningún tratamiento. Si los quistes son dolorosos, puede ser necesario que el médico recete píldoras anticonceptivas para alterar su crecimiento, o bien que tenga que extirparlos un cirujano.

Se presenta cuando una chica tiene períodos dolorosos.

Cuando una mujer tiene períodos muy fuertes, con un sangrado excesivo.

Cuando una mujer se salta períodos o tiene períodos infrecuentes, a pesar de llevar un tiempo menstruando y no estar embarazada.

Cuando una mujer todavía no ha tenido su primer período menstrual a pesar de haber cumplido 16 años o de haber trascurrido tres años tras el inicio de la pubertad.

No presenta ningún signo de pubertad con 14 años o bien, a pesar de haber estado menstruando con normalidad, deja de hacerlo sin estar embarazada.

26

3. Medidas de higiene y prevención de las enfermedades del sistema reproductor femenino: Actividades: A. Con el siguiente grupo de palabras elabora las medidas de higiene y prevención del sistema reproductor femenino, y compártelas con tus compañeros:     

FRESCOS SERVICIO SANITARIO ROPA AJUSTADA DIARIAMENTE ALIMENTOS

    

ADECUADO ROPA INTERIOR SANOS PADRES COMUNICACIÓN

    

PAPEL HIGIÉNICO BAÑARSE EDUCADORES NUTRITIVOS AGUA Y JABÓN

___________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________ B.

   

Reflexione acerca de las enfermedades que se presentan en el sistema reproductor femenino, redactando en su cuaderno un párrafo de 8 líneas.

Investigue otras enfermedades que pueden atacar al sistema reproductor femenino.

Construye un mapa conceptual acerca de las medidas de higiene y prevención del sistema reproductor femenino.

Recuerde: Incluir en su fichero las palabras o aspectos que más le llamen la atención.

C. Explique cuáles son las enfermedades que se producen en el sistema reproductor femenino y masculino y como afecta el resto de nuestro organismo.

D.

Escribe las medidas de prevenir dichas enfermedades.

27

4. Ciclo Menstrual y Ovulación La ovulación, es entendida como un ovario a punto de emitir un óvulo.

El ciclo menstrual, es un proceso cíclico fisiológico de las mujeres sexualmente maduras que ocurre aproximadamente cada veintiocho días. Durante el ciclo menstrual, el cuerpo de la mujer se prepara para un eventual embarazo, produciéndose ensanchamiento del endometrio, como consecuencia de la participación activa de las hormonas sexuales. Al final del ciclo se presenta un sangrado vaginal si no hay fecundación.

Algunas de las partes del cuerpo que intervienen en el ciclo menstrual son el cerebro, la glándula pituitaria, el útero y cuello uterino, los ovarios, las trompas de Falopio, y la vagina. Unos químicos del cuerpo llamados hormonas suben y bajan de nivel durante el mes, y causan el ciclo menstrual. Los ovarios generan dos hormonas femeninas importantes: el estrógeno y la progesterona. Otras hormonas que intervienen en el ciclo menstrual son la hormona folículo estimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH), generadas por la glándula pituitaria.

Durante la primera mitad del ciclo menstrual, los niveles de estrógeno crecen y hacen que el recubrimiento del útero crezca y se ensanche. Como resultado de la hormona folículo estimulante, un huevo (óvulo) empieza a madurar en uno de los ovarios. Alrededor del día 14 de un ciclo típico de 28 días, un aumento en la hormona luteinizante hace que el huevo abandone el ovario. A esto se le llama ovulación.

Durante la segunda mitad del ciclo menstrual, el huevo comienza a desplazarse a través de la trompa de Falopio hacia el útero. Aumentan los niveles de progesterona, lo que ayuda a preparar el recubrimiento del útero para el embarazo. Si un espermatozoide fertiliza al huevo, y éste se adhiere a la pared del útero, la mujer queda embarazada. Si el huevo no es fertilizado, se disuelve o es absorbido por el cuerpo. Si no se produce el embarazo, los niveles de estrógeno y progesterona decrecen, y el recubrimiento ensanchado del útero es liberado durante el período menstrual.

El período de una mujer no es igual todos los meses, ni es igual al de otras mujeres. Los períodos pueden ser leves, moderados o abundantes, y su duración también varía. Aunque la mayor parte de los períodos menstruales duran entre tres y cinco días, los períodos que duran entre dos y siete días son considerados normales. Durante los primeros años luego de haber comenzado, el ciclo menstrual tiende a ser muy irregulares.

El inicio de la menstruación se conoce como menarquía. En los Estados Unidos, la edad promedio a la que una niña comienza a menstruar son los 12 años. Sin embargo, esto no significa que todas las niñas comiencen a menstruar a la misma edad. Una niña puede comenzar a menstruar en cualquier momento entre los 8 y los 16 años de edad. La menstruación no sucede hasta que todas las partes del sistema reproductivo de la niña han madurado y están funcionando en conjunto.

Las mujeres suelen tener períodos hasta la menopausia. Esta ocurre alrededor de los 51 años de edad. La Menopausia se presenta cuando una mujer ya no está ovulando (produciendo huevos) y por lo tanto no puede quedar embarazada. Así como la menstruación, la menopausia varía de una mujer a otra, y puede tardar varios años en suceder. Algunas mujeres tienen menopausia temprana debido a una cirugía u otro tratamiento, una enfermedad, u otras causas.

Actividades:  Construye un esquema que refleje el ciclo de la menstruación.  Dialogue con el autor y escribe al margen, alguna duda o comentario que le gustaría realizar.

28

5. Fecundación Si un hombre y una mujer mantienen relaciones sexuales en los días próximos a la ovulación de la mujer, es posible que se produzca la fecundación. Cuando el hombre eyacula. El semen sale del pene, deposita entre 1,5 a 6 ml de semen en la vagina de la mujer. En esta pequeñísima cantidad de semen, hay entre 75 y 900 millones de espermatozoides, que "nadan" hacia arriba desde la vagina, cruzando el cuello uterino y entrando en el útero, para reunirse con el ovocito en la trompa de falopio. Sólo hace falta un espermatozoide para fecundar un ovocito.

Aproximadamente una semana después de que el espermatozoide haya fecundado el ovocito, este, ahora denominado cigoto, se habrá transformado en un blastocisto multicelular.

Un blastocisto tiene aproximadamente el tamaño de una cabeza de alfiler, y es una bola hueca de células con líquido en el interior. El blastocisto anida en el recubrimiento interior del útero, denominado endometrio. Los estrógenos hacen que el endometrio se engrose y se irrigue de sangre.

La progesterona, otra hormona liberada por los ovarios, mantiene el endometrio engrosado e irrigado de sangre para que el blastocisto pueda anidar bien en el útero y absorber los nutrientes que contiene el endometrio. Este proceso se denomina implantación.

Fecundación: es el proceso en el que se unen los gametos masculinos y femeninos, para dar lugar al cigoto, el cual se desarrolla para formar un nuevo ser.

A medida que las células del blastocisto van recibiendo nutrientes, comienza otra etapa de desarrollo, la etapa embrionaria. Las células del interior del blastocito adquieren una forma circular aplanada denominada “disco embrionario", que se desarrollará hasta convertirse en un bebé. Las células externas se transforman en finas membranas que rodean al bebé. Las células se multiplican miles de veces y se mueven a nuevas posiciones hasta transformarse en un embrión.

Tras aproximadamente 8 semanas, el embrión tiene un tamaño similar al pulgar de un adulto, pero prácticamente todas sus partes: el cerebro, los nervios, el corazón, la sangre, el estómago, los intestinos, los músculos y la piel ya se han formado.

Durante la etapa fetal, que abarca desde la novena semana tras la fecundación hasta el nacimiento, el desarrollo continúa conforme las células se van multiplicando, moviendo y transformando. El feto flota en el líquido amniótico contenido en el saco amniótico. El feto recibe oxígeno y nutrientes de la sangre de su madre a través de la placenta, una estructura en forma de disco que se adhiere al recubrimiento interno del útero y se conecta con el feto a través del cordón umbilical. La membrana y el líquido amniótico protegen al feto de los posibles golpes y sacudidas que pueda recibir el cuerpo de la madre.

6. Embarazo y parto El embarazo dura un promedio de 280 días; aproximadamente 9 meses.

Cuando el bebé está listo para nacer, su cabeza presiona el cuello uterino, que empieza a relajarse y a dilatarse preparándose para el paso del bebé por la vagina. Las mucosidades que habían formado una especie de tapón en el cuello del útero se desprenden y salen, junto con el líquido amniótico, a través de la vagina en la primera fase del parto.

29

Actividades: Dialogue con su mamá acerca de: - ¿Qué emociones experimentó durante el embarazo?

- ¿Cuál fue su experiencia durante los nueve meses del embarazo?

- ¿Crees que el proceso de fecundación es importante en la vida del ser humano?

Cuando comienzan las contracciones del parto, las paredes del útero se contraen al ser estimuladas por una hormona hipofisaria denominada oxitocina. Las contracciones hacen que el cuello uterino se dilate y se empiece a abrir. Tras varias horas de dilatación, el cuello uterino estará lo bastante dilatado para dejar pasar al bebé.

El bebé será empujado hacia el exterior del útero, a través del cuello uterino a lo largo del canal del parto. Por lo general, primero saldrá la cabeza del bebé; el cordón umbilical saldrá junto con el bebé y se cortará después del nacimiento. La última etapa del alumbramiento, que actualmente se denomina “posparto”, consiste en expulsar la placenta. Una vez que ésta se desprenda del recubrimiento interno del útero, las contracciones uterinas la empujarán hacia afuera, junto con las membranas y fluidos.

Atención para las embarazadas Apoyo durante el período post parto, fortalecer la confianza maternal y animar una relación madre-hijo saludable.

El padre debe participar en el cuidado del bebé para ayudar a madre y, reforzar la relación del padre-bebé.

la

Signos o síntomas post parto  Elevación de temperatura  Escalofríos  Dolor de piernas  Dolor en la episiotomía  Secreción o inflamación en las heridas quirúrgicas  Sangrando vaginal aumentado  Mujeres con cesárea, cuidado de la herida y la abstinencia de alzar objetos más pesado que el bebé o manejar un automóvil.

30

Mejores resultados  Los maridos concurren a la preparación con sus mujeres y participan del parto.  Las pacientes son capacitadas para sentirse seguras en el parto y el puerperio.  Tienen conocimientos de puericultura y lactancia materna.  Pueden planificar sus actividades fuera del hogar teniendo en cuenta el vínculo con su bebé.  Cuentan con un espacio en el que pueden compartir sus preocupaciones, temores y ansiedades.

Actividades: Elabore un álbum fotográfico sobre las diferentes etapas de tu vida (desde tu formación hasta la adolescencia).

7. Embarazo en la adolescencia ¿Qué piensa sobre el embarazo en la adolescencia?

La fecundidad adolescente es más alta en países en desarrollo y entre clases sociales menos favorecidas.

Para otros investigadores, la disminución de las tasas de fecundidad en los adolescentes está cada vez más lejos, ya que el deterioro de las condiciones socioeconómicas globales hace que se dude de la posibilidad de que la mayoría de los países realicen mayores inversiones en sus sistemas educacionales y de salud, para alcanzar la cobertura que el problema demanda.

La sexualidad inicia con la Pubertad y ocupa un lugar central en el desarrollo de los adolescentes. Prácticamente en todas las religiones la pubertad se celebra como un reconocimiento de que el niño ha entrado en una etapa de transición no únicamente hacia la edad salida si no hacia le edad potencia.

La pubertad como ya es sabido trae consigo no solo diferencias físicas más notorias entre varones y mujeres y en sus expectativas sociales.

En los países desarrollados el embarazo en adolescentes solteras puede conducir a un matrimonio forzado antes que los miembros de la pareja estén listos para unirse lo que da lugar a mayores probabilidades de divorcio como sucede a menudo al enfrentar un futuro social económicamente deficiente.

Con frecuencia ven a la maternidad como una forma de obtener algo y aumentar su valor.

Dentro de los factores que hacen que un adolescente se convierta en madre están el visualizar la sexualidad como “algo malo”, a menudo los adolescentes tienen ideas vagas y distorsionadas, con frecuencia no esperan quedar embarazadas en la primera relación sexual, son naturalmente impulsivos y es menos probable que actúen en forma planeada como los adultos y que acudan a los servicios de salud posteriormente.

Los riesgos de enfermedad y muerte para la madre adolescente son mayores, mientras más joven es la madre en especial cuando el cuidado de la salud es lo inferior a lo ideal.

Un embarazo no deseado generalmente conduce también a la búsqueda de un aborto inducido que en el caso de los adolescentes sin experiencia y avergonzadas, probablemente lo realizarán cuando el embarazo está avanzado y esto conlleva a mayores riesgos para la salud, la fecundidad futura y la vida de la joven.

No solo se arruina el desarrollo social y económico de la joven madre, sino que es probable que su hijo nazca con grandes desventajas.

Actividades para compartir: ¿Cuáles son los factores que contribuyen al inicio de la sexualidad en la adolescencia?, ¿Qué consecuencias trae consigo? ¿Qué factores contribuyen a disminuir los embarazos en la adolescencia? ¿Qué sugerencias propone para disminuir los embarazos a temprana edad?

Escribe un ensayo de dos páginas, en donde refleje sus puntos de vista sobre la etapa de la adolescencia.

31

En definitiva, la preocupación central del embarazo en etapas tardías, no está en las condiciones físicas y sus riesgos, sino más bien en las crisis sociales y psicológicas que pueden llegar a producir depresiones, intentos suicidas, pérdida de autonomía, dificultad para relacionarse con las otras personas, sentimientos de desamparo y soledad e incapacidad para proyectarse en el futuro.

La disminución del embarazo en los adolescentes, dependerá en gran medida de trabajar las condiciones de que hombres y mujeres dialoguen para reflexionar acerca de las consecuencias que trae una problemática de este tipo. La familia, comunidad y escuela son los responsables directos de orientar a los jóvenes, pero recuerda que en tus manos está la solución.

8. Maternidad y Paternidad Responsable La maternidad es un rol de la edad adulta.

Las madres adolescentes pertenecen a sectores sociales más desprotegidos y, en las circunstancias en que ellas crecen, su adolescencia tiene características particulares.

Es habitual que asuman responsabilidades impropias de esta etapa de su vida, reemplazando a sus madres y privadas de actividades propias de su edad, confundiendo su rol dentro del grupo, comportándose como "hija-madre", cuando ¿Qué piensa acerca de la deberían asumir su propia identidad superando la confusión en maternidad y paternidad que crecieron. Generalmente, se encuentran figuras masculinas responsable? cambiantes, que no ejercen un rol ordenador ni de afectividad paterna, privándolas de la confianza y seguridad en el sexo opuesto, incluso con el mismo padre biológico.

Así, por temor a perder lo que cree tener o en la búsqueda de afecto, se someten a relaciones con parejas que las maltratan. En otros casos, especialmente en menores de 14 años, el embarazo es la consecuencia del “abuso sexual”, en la mayoría de los casos por su padre biológico.

El despertar sexual suele ser precoz y muy importante en sus vidas, carentes de otros intereses; con escolaridad pobre; sin proyectos (laborales, de uso del tiempo libre, de estudio); con modelos familiares de iniciación sexual precoz. Por estimulación de los medios inician a muy corta edad sus relaciones sexuales con chicos jóvenes, con escasa comunicación verbal y predominio del lenguaje corporal. Tienen relaciones sexuales sin protección buscando a través de sus fantasías el amor que compense sus carencias, quedando expuestos a contraer enfermedades de transmisión sexual.

Actividades:  Realice una entrevista a sus padres, docente o familiar, acerca de su responsabilidad como padre/madre de familia.  Converse con dos o tres compañeros de clase, acerca de la responsabilidad familiar.  Comparte sus experiencias en clase.

9. Seguridad Alimentaria y Nutricional La seguridad alimentaria es un concepto dinámico, pues ha variado con el tiempo, haciéndose cada vez más completo. También tiene distintas definiciones de trabajo, acuñadas y promovidas por instituciones o países.

La definición adoptada indica que existe seguridad alimentaria "Cuando todas las personas tienen en todo momento acceso físico, social y económico a los alimentos suficientes, inocuos y nutritivos que satisfagan sus necesidades energéticas diarias y preferencias alimentarias para llevar una vida sana y activa".

32

9.1 Componentes La seguridad alimentaria se estudia a través de componentes, ejes o dimensiones: disponibilidad, acceso, estabilidad de la oferta, adecuación, consumo y aprovechamiento biológico.

El significado de las dimensiones, componentes o pilares puede variar de una institución o región a otras:

9.1.1 Disponibilidad Obtenida por medio de producción interna, reservas, importaciones comerciales y no comerciales -generalmente ayuda alimentaria y apoyada por la capacidad de almacenamiento y movilización.

9.1.2 Acceso a los alimentos Capacidad para adquirirlos (en otros términos, los alimentos deben estar disponibles a toda la población, física y económicamente, en el momento oportuno: si no se pueden producir los alimentos, la población debe tener ingresos o medios de cambio para obtenerlos; el acceso a los alimentos no debe estar restringido por causas sociales).

9.1.3 Estabilidad de la oferta Mantenimiento de alimentos suficientes durante todo el año a pesar de variaciones climáticas y sin excesiva variación de los precios. Esto incluye, además del hecho de que se cuente con productos alternativos o sustitutos en función de las variaciones estacionales.

9.1.4 Adecuación Concepto relacionado con las condiciones sociales, económicas, culturales, climáticas, ecológicas y de otro tipo. Para darle seguimiento se consideran las necesidades alimentarias en cantidad y como combinación de nutrientes para el crecimiento físico y mental con consideraciones de edad, sexo y ocupación; la inexistencia de sustancias adversas para la salud o inocuidad y la aceptabilidad cultural o del consumidor.

9.1.5 Consumo Qué se come, su calidad y riesgos para la salud, cómo se prepara para consumo, cómo se distribuyen los alimentos dentro de la familia.

9.1.6 Aprovechamiento biológico Cómo el cuerpo aprovecha los alimentos consumidos, lo que está condicionado por aspectos de saneamiento del medio -como agua segura y condiciones que no contaminen los alimentos- así como el estado de salud de la persona, que determinará la conversión de alimentos en nutrientes.

La seguridad alimentaria también tiene escalas. En una región o grupo de países, se requieren medidas complementarias, pero diferentes con relación a la seguridad alimentaria nacional, de una subregión, del nivel familiar general o del nivel de grupos vulnerables.

Tradicionalmente se considera grupo vulnerable a las madres lactantes y mujeres embarazadas, así como a los niños y niñas menores de cinco años. Según el grado y naturaleza de la inseguridad alimentaria, el grupo etario infantil puede variar, pues por ejemplo, algunos países ponen la prioridad en los niños menores de tres años.

Algunos especialistas consideran que se debe considerar grupo vulnerable a ciertas personas de la tercera edad, así como a las personas con ocupaciones que demandan mayores cantidades de nutrientes.

Otra manera de definir a los grupos vulnerables es por criterios geográficos y socioeconómicos generales. Por ejemplo, los grupos nómadas en algunas partes del mundo han visto cortadas sus rutas ancestrales de migración por fronteras que en ocasiones son hostiles. Esto afecta severamente sus mecanismos de subsistencia, y pueden ser considerados vulnerables, sin tomar en cuenta el sexo o edad.

33

Según las estimaciones, el requerimiento calórico diario, según el país, clima, actividad física y otros está arriba de las dos mil calorías. Se acepta un requerimiento entre 2.100 y 2.700 calorías por día. En lugares como el Polo Norte el requerimiento está arriba de las 6.000 calorías, pero este es un caso extremo. Cada país establece su requerimiento calórico medio. Se considera hoy que, para la subsistencia, el mínimo necesario es de 1.500 calorías por día, aunque esto solo significa mantener a un ser humano con vida, pero en situación de hambre crónica.

Según el informe de la FAO, unos 852 millones de personas padecen hambre crónica y malnutrición, a causa de su situación de miseria. La mayoría de estas personas viven en países en vías de desarrollo.

   

Describe cómo puedes mantener una alimentación saludable.

Elabore un cuadro comparativo con los componentes de la seguridad nutricional y alimentaria. ¿Cómo se puede promover la seguridad alimentaria y nutricional en su comunidad? ¿Quiénes deben promover la seguridad alimentaria y nutricional en Nicaragua?

IV Desarrollo sexual 1. Enfermedades de Transmisión Sexual (ETS) Las Infecciones de Transmisión Sexual (ITS) son aquellas infecciones que se transmiten principalmente mediante relaciones sexuales (vaginales, anales y orales) desprotegidas (sin condón) con una persona infectada. Las ITS son una de las causas principales de enfermedad aguda, infertilidad y discapacidad a largo plazo en el mundo y puede causar la muerte. Tienen consecuencias médicas y psicológicas graves para millones de hombres, mujeres y niños en el mundo. Existen más de 20 tipos de microorganismos que pueden transmitirse por la vía sexual. Muchas de estas infecciones de distinto origen etiológico tienen síntomas y signos parecidos, por ejemplo el flujo vaginal en la mujer o el flujo uretral en el hombre; la úlcera genital en ambos sexos y el dolor abdominal bajo en las mujeres, entre los más comunes. Algunas ITS más conocidas son la gonorrea, sífilis y el chancro blanco. Se estima que al nivel mundial 340 millones de caso nuevos de infecciones de transmisión sexual ocurren cada año.

1.1 Chancroide Es una enfermedad bacteriana que se disemina únicamente por contacto sexual.

Causas, incidencia y factores de riesgo El chancroide es una infección de transmisión sexual causada por un tipo de bacterias llamadas Haemophilus ducreyi.

La enfermedad se encuentra principalmente en las naciones en vías de desarrollo y países del tercer mundo. En los Estados Unidos, solamente se diagnostican unos cuantos cientos de casos cada año y la mayor parte de estos casos corresponde a personas que han viajado a zonas fuera del país donde se sabe que la enfermedad ocurre frecuentemente.

Los hombres no circuncidados tienen un riesgo mucho mayor que los hombres circuncidados de contraer el chancroide de una pareja infectada.

El chancroide es un factor de riesgo para contraer el virus del VIH.

34

Síntomas En un período de 1 día a 2 semanas después de contraer el chancroide, la persona desarrollará una protuberancia pequeña en los genitales, la cual se convierte en una úlcera al día siguiente de su aparición.

La úlcera:      

Varía en tamaño desde los tres milímetros (1/8 de pulgada) hasta los cinco centímetros o 2 pulgadas de ancho.

Es dolorosa.

Tiene bordes definidos de forma muy nítida.

Tiene bordes irregulares o desiguales.

Tiene una base recubierta de un material gris o amarillo-grisáceo.

Tiene una base que sangra fácilmente si se lesiona o rasca.

Aproximadamente la mitad de los hombres afectados presenta una sola úlcera, mientras que las mujeres afectadas presentan con frecuencia cuatro o más úlceras, las cuales aparecen en partes específicas.

Los lugares comunes en los hombres son:      

Prepucio Surco detrás de la cabeza del pene (surco coronal) Cuerpo del pene Cabeza del pene (glande) Abertura del pene (meato uretral) Escroto

En las mujeres, la ubicación más común de las úlceras es en los labios mayores de la vagina. Pueden presentarse las "úlceras besadoras", que aparecen en superficies opuestas de los labios genitales. Otras áreas que también pueden resultar comprometidas son los labios menores, el área entre los genitales y el ano (área perianal) y la parte interna de los muslos. Los síntomas más comunes en las mujeres son micción y relación sexual dolorosas.

La úlcera puede lucir como un chancro, la úlcera típica de la sífilis primaria.

Aproximadamente, la mitad de las personas infectadas con chancroides presenta inflamación de los ganglios linfáticos inguinales, ganglios ubicados en el pliegue entre las piernas y la parte inferior del abdomen.

La mitad de aquellos que desarrollan inflamación de los ganglios linfáticos inguinales llegan hasta el punto en que dichos ganglios irrumpen en la piel en forma de abscesos que drenan. Los ganglios linfáticos inflamados y los abscesos se conocen con frecuencia con el nombre de bubones.

Signos y exámenes El diagnóstico del chancroide se hace examinando la(s) úlcera(s) y verificando la presencia de ganglios linfáticos inflamados, al igual que realizando un cultivo de una muestra de la base de las úlceras. No hay exámenes de laboratorio para el chancroide como existen para la sífilis.

Tratamiento La infección se trata con antibióticos entre los que se cuentan: azitromocina, ceftriaxona, ciprofloxacina y eritromicina. Las inflamaciones grandes de los ganglios linfáticos requieren drenaje, ya sea con aguja o con cirugía local.

Prevención El chancroide es una infección bacteriana que se trasmite por contacto sexual con una persona infectada. A pesar de que la única prevención segura es no tener relaciones sexuales, las prácticas de sexo seguro ayudan a prevenir la propagación del chancroide.

El hecho de tener relaciones sexuales únicamente con una pareja que se sepa que no tiene la enfermedad es el método de "sexo seguro" más práctico y confiable. Los condones brindan una protección muy buena para evitar la propagación de la mayor parte de las enfermedades de transmisión sexual, siempre y cuando se empleen de forma correcta y constante.

35

1.2 Chancro blanco El chancro blanco o chancroide es una enfermedad que se contagia por contacto sexual y es producida por una bacteria llamada Haemophylus Ducray.

Aproximadamente una semana después de haber tenido contacto con una persona infectada con chancro blanco, comienzan a aparecer los síntomas del contagio.

El chancroide o chancro blanco es transmitido a través de las relaciones sexuales vaginales, anales y mediante el sexo oral.

Generalmente se asocia el contagio del chancro blando con el virus del VIH, es probable que al tener una lesión ulcerada, como las que ocasiona esta infección, facilite la entrada del virus del VIH al organismo. Pero no necesariamente estar infectado con chancro blanco significa que también se tiene el virus del VIH. Síntomas   

Primero aparece una mancha inflamada que luego se transforma en una ampolla con pus, que causa mucho dolor.

Esa ampolla al reventar, produce una úlcera profunda de bordes gruesos, de color rojo llamada chancro o chancroide.

La úlcera en su interior presenta una capa de tejido muerto de un color gris debajo de la cual se encuentra un líquido purulento.

El chancro blanco puede aparecer en los genitales externos tanto del hombre como de la mujer, pero también en muslos o en los labios y luego estas úlceras se pueden extender a cualquier parte del cuerpo. El hombre puede comenzar presentando ampollas en el pene que luego se ulceran causando mucho dolor. En la mujer a veces pueden pasar desapercibidas o ser confundidas con otro tipo de infección.

Es posible, que las lesiones producidas por el chancro blanco se curen con el tiempo o con algún medicamento externo, pero la infección seguirá avanzando por el organismo y si no es tratada se aloja en los ganglios de la ingle, provocando primero inflamación y supuración, causando más tarde su destrucción. Hay que prestar mucha atención cuando se presenta una úlcera de este tipo que a su vez está acompañada de fiebre, dolor de cabeza, dolor en las articulaciones o ganglios inflamados.

Se debe acudir al médico para que determine de qué se trata.

El contagio de chancro blanco se puede prevenir usando preservativos de látex en las relaciones sexuales tanto orales, como vaginales o anales.

Tratamientos El chancro blanco se trata con antibióticos como sulfonamidas o tetraciclinas.

Los medicamentos para el chancro blanco o chancroide pueden ser: Eritromicina 500 mg, tomado cada 8 horas durante una semana.

Otros medicamentos para el chancro blanco pueden ser Trimetropina junto con Sulfametoxasol, tomados cada 12 horas durante una semana.

También pueden ser los antibióticos: Doxiciclina, Eritromicina, Ceftriaxona.

A las 48 horas de comenzar con la medicación, las úlceras chancroides comienzan a mejorar, pero el tratamiento debe ser terminado en un período de 7 días.

El medicamento y las dosis adecuadas las dispondrá el facultativo de acuerdo al cuadro que presente la infección.

36

1.3 Verrugas genitales o Condiloma Son protuberancias blandas de apariencia verrugosa en los genitales, causadas por una enfermedad viral cutánea y son un tipo de enfermedad de transmisión sexual o ETS. Nombres alternativos Condiloma acuminado; Verrugas del pene; Virus del papiloma humano (VPH); Verruga venérea; Condiloma.

Causas, incidencia y factores de riesgo El virus responsable de las verrugas genitales se llama virus del papiloma humano (VPH), el cual puede producirlas en el pene, la vulva, la uretra, la vagina, el cuello uterino y alrededor del ano.

La infección con el VPH alrededor de los genitales es común, aunque la mayoría de las personas son asintomáticas. No obstante, incluso si la persona NO tiene síntomas, debe recibir tratamiento para evitar complicaciones y la diseminación de la afección a otros.

Existen más de setenta tipos diferentes de VPH. Varios tipos están asociados con verrugas genitales, mientras que otros están asociados con verrugas comunes o verrugas planas en otros lugares de la piel.

El VPH prolifera sin problema en las áreas genitales húmedas. Las verrugas en las partes genitales externas se reconocen fácilmente, ya que son lesiones levantadas, de coloración carnosa que se pueden presentar solas o en racimos. Si no reciben tratamiento, las verrugas se pueden agrandar rápidamente, tomando una apariencia "similar a una coliflor".

En las mujeres, el VPH puede invadir la vagina y el cuello uterino. Estas verrugas son planas y no son fácilmente visibles sin el uso de procedimientos especiales. Dado que el VPH puede conducir a cambios cancerígenos y cambios precancerosos en el cuello uterino, es importante que esta afección se diagnostique y se trate. Las citologías vaginales son necesarias para detectar el VPH u otros cambios anormales relacionados con este virus. Aunque el hecho de tener el virus del herpes y el VPH dejan a la persona en riesgo particular de sufrir cáncer cervical.

Los siguientes factores ponen a una persona en alto riesgo de desarrollar verrugas genitales y otras complicaciones del VPH:     

Tener múltiples compañeros sexuales.

Desconocer si alguien con quien se ha tenido una relación sexual tiene una enfermedad de transmisión sexual.

Iniciación temprana de la actividad sexual.

Consumo de alcohol y tabaco.

Estrés y otras infecciones virales (como VIH o herpes) al mismo tiempo.

Si un niño presenta verrugas genitales, se debe sospechar de abuso sexual como la posible causa.

Síntomas       

Lesiones elevadas de coloración carnosa en los genitales, ano o piel circundante.

Tumores con apariencia de coliflor alrededor del ano o genitales.

Aumento de la humedad en el área de los tumores.

Prurito en el pene, el escroto, área anal o prurito vulvar.

Aumento del flujo vaginal.

Sangrado vaginal anormal (no asociado con un período menstrual) después de tener relaciones sexuales.

Sin embargo, con frecuencia no hay síntomas.

37

Tratamiento Las verrugas genitales deben ser tratadas por un médico. No se deben usar medicamentos de venta libre propuestos para otros tipos de verrugas. El médico puede tratar las verrugas genitales aplicando un tratamiento cutáneo en el consultorio o puede prescribir un medicamento que la persona se puede aplicar en casa varias veces a la semana.

Los tratamientos quirúrgicos comprenden criocirugía, electro cauterización, terapia láser o escisión quirúrgica.

Si una persona sufre verrugas genitales, todos sus compañeros sexuales deben ser examinados por un médico y recibir tratamiento en caso de encontrárseles dichas verrugas.

Después del tratamiento inicial, el médico programará citas de control para ver si se presenta una reaparición de las verrugas.

Las mujeres que hayan tenido verrugas genitales y las mujeres cuyos compañeros sexuales alguna vez tuvieron este tipo de verrugas deben practicarse citologías vaginales (prueba de Papanicolaou) al menos cada 6 meses. A las mujeres afectadas con verrugas en el cuello uterino, se les aconseja efectuarse las citologías vaginales cada 3 meses después del tratamiento inicial.

Prevención La abstinencia total es la única forma a toda prueba de evitar las verrugas genitales y otras enfermedades de transmisión sexual. Igualmente, una relación sexual monógama con un compañero que se sabe que está sano es una forma de evitar estas enfermedades.

La piel cercana a las verrugas y alrededor de los genitales, el ano y otras áreas puede transmitir el virus de una persona a otra. Por lo tanto, los condones masculinos y femeninos no pueden ofrecer una protección completa. No obstante, los condones aún se deben usar, ya que estos reducen la posibilidad de adquirir o diseminar enfermedades de transmisión sexual.

Estas precauciones se deben tomar todas las veces, dado que el VPH se puede transmitir de una persona a otra aún cuando no haya verrugas visibles u otros síntomas. Ver comportamiento sexual seguro.

Una nueva vacuna, llamada Gardasil, previene la infección contra cuatro de las cepas del VPH, responsable de la mayoría de las verrugas genitales y del cáncer cervical en mujeres. La vacuna se aplica en una serie de tres inyecciones y solamente se utiliza en mujeres.

1.4 Piojos Púbicos (Ladilla) Las ladillas son criaturas pequeñas de seis extremidades que infectan el área vellosa de la región púbica y ponen sus huevos allí. Estos piojos también se pueden encontrar en el vello axilar y en las cejas.

Causas, incidencia y factores de riesgo Los piojos del pubis se conocen como Phthirus pubis. La infestación se da sobre todo en los adolescentes. La transmisión ocurre generalmente durante la actividad sexual, pero también se presenta por contacto físico con objetos contaminados como las tazas de baño, sábanas y frazadas. Algunas mujeres se han contagiado con estos piojos en una tienda al probarse trajes de baño.  

Piojos del cuerpo (Pediculus humanis corporis) Piojos de la cabeza (Pediculus humanis capitis).

38

Entre los factores de riesgo se pueden mencionar:    

Personas con vida sexual activa Tener múltiples parejas sexuales Tener contacto sexual con una persona infectada Compartir la ropa de cama o la ropa de uso personal con una persona infectada

Síntomas    

Se pueden ver los huevos (liendres) o piojos adultos Picazón en un área cubierta de vello púbico (a menudo empeora en la noche) Reacción cutánea de color azul grisáceo Úlceras (lesiones) en el área genital debido a picaduras y al rascado

Tratamiento El mejor tratamiento para los piojos del pubis es la prescripción de un lavado con un champú:   

Aplique completamente en el vello púbico y en la piel por 5 minutos como mínimo.

Enjuague la zona muy bien.

Cepille el vello púbico con un peine de dientes finos para retirar los huevos (liendres). Las liendres se pueden aflojar un poco aplicando vinagre previamente, pero el vello debe estar seco en el momento de aplicar el champú.

Una sola aplicación generalmente es todo lo que se necesita. Si se recomienda otro tratamiento, se debe hacer de 4 días a 1 semana después.

Algunos de los medicamentos de venta libre para el tratamiento de los piojos son Rid y Nix. La loción de malatión es otra opción de tratamiento.

Mientras se esté realizando el tratamiento para los piojos púbicos, lave toda la ropa y la lencería en agua caliente. Los objetos que no se puedan lavar se pueden rociar con un aerosol medicado o pueden sellarse (sofocarlos) en bolsas plásticas y no utilizarlos por un espacio de 10 a 14 días. De igual manera, es necesario que todas las parejas sexuales se traten simultáneamente.

A las personas que presenten los piojos del pubis se las debe evaluar en búsqueda de otras enfermedades de transmisión sexual en el momento del diagnóstico.

Prevención Evite el contacto sexual o íntimo con personas infectadas. Si lleva una vida sexual activa, practique relaciones sexuales con precaución para evitar el contagio de los piojos.

Se recomienda siempre una buena higiene personal, en la medida de lo posible, evitar probarse trajes de baño al ir de compras. Sin embargo, si se los tiene que probar, asegúrese de llevar puesta la ropa interior, lo cual puede prevenir la transmisión. ¿Qué acciones de las que realizan los adolescentes propician las ITS? R=

¿Qué aportes puedes brindar para contrarrestar las ITS en tu comunidad?

R=

39

2. Formas de transmisión de las ITS La transmisión de las ITS es mayormente por vía sexual (tener relaciones sexuales con una persona infectada sin usar condón), aunque algunas ITS como la hepatitis B y la sífilis (muy escaso) se puede transmitir también por transfusiones de sangre y por vía vertical (de madre a hijo antes o durante el parto) como el sífilis por eje mplo. La forma de evitar la transmisión de una ITS es no tener relaciones sexuales con una persona infectada: sin embargo, muchas personas pueden estar infectadas y no tener síntomas, entonces no saben que están infectadas y pueden transmitir la infección sin saberlo. Por eso, el método más seguro para evitar una ITS es usar siempre un condón en cada relación sexual casual o con pareja inestable. Otros métodos de evitar la transmisión de una ITS es tener una sola pareja que no tenga una ITS y ser mutuamente fieles o practicar la abstinencia sexual.

Muchas personas infectadas con una ITS pueden no tener síntomas y estar transmitiendo la infección sin saberlo. Por eso es importante siempre utilizar un condón en relaciones sexuales casuales o con pareja inestable.

3. Factores de trasmisión y medidas de prevención de las ITS La mejor forma de prevenir la transmisión es no tener relaciones sexuales con personas infectadas, sin embargo, muchas personas pueden tener la infección y no saberlo porque no presentan síntomas.

Entonces:  El método más seguro para prevenir las ITS es usar siempre condón en todas las relaciones sexuales con pareja(s) casual(es) y promiscuas.  Tener una sola pareja sexual que no tenga una ITS y ser mutuamente fieles.  Practicar la abstinencia sexual.  Prevenir el abuso de alcohol y drogas, porque limita el control frente las medidas de prevención del VIH (favorece las relaciones sexuales casuales sin uso del condón).

4. VIH Sida La presencia de las ITS en personas que viven con VIH aumenta su infecciosidad, entonces se puede transmitir el virus más fácilmente. Por otro lado, una persona sin VIH es más vulnerable de obtener el virus. La presencia de una ITS sin tratar puede aumentar la infección y la transmisión del VIH por un factor de hasta 10. Por consiguiente el tratamiento de las ITS en la población no solamente cura la gente infectada por una ITS, sino también es una importante estrategia de prevención de la infección por el VIH. Las ITS se pueden tratar, el VIH es irreversible.

4.1 Síntomas, Formas de transmisión y prevención.

Un aumento en los casos de las ITS puede servir para llamar la atención acerca del potencial de diseminación de la infección por VIH. Las infecciones de transmisión sexual que se pueden curar son un buen indicador de la exposición potencial a la infección por el VIH, porque indican que la persona ha tenido relaciones sexuales sin protección y con parejas que no son monógamas. Una alta proporción de infecciones de transmisión sexual puede servir para alertar sobre el potencial de la infección por el VIH aún entre aquellas poblaciones en las que el virus todavía no es tan corriente.

Debido a que la infección por VIH toma varios años en presentarse como enfermedad sintomática, el impacto de la epidemia no se observa hasta un tiempo después que la prevalencia de la infección por VIH comienza a aumentar. Las ITS en cambio muestran infecciones más recientes. Entre los síntomas más comunes se pueden señalar:

40

Síntomas  Cambio

en

los

hábitos,

incluyendo

el



Agotamiento prolongado e inexplicable.

estreñimiento.



Glándulas hinchadas (nódulos linfáticos).

 Diarrea frecuente.



Fiebre que dure más de 10 días.

 Síntomas de una infección específica (tales como



Resfriados.

cándida, neumocistis, etc.)



Exceso de sudor, especialmente de noche.

 Tumores (sarcoma de Kaposi)



Lesiones de boca incluyendo llagas y encías

 Erupciones en la piel u otras lesiones.

hinchadas y dolorosas.

 Pérdida de peso no intencionada.



Dolor de garganta.

 Malestar general o inquietud.



Tos.

 Dolor de cabeza.



Acortamiento de la respiración.

4.2 Formas de trasmisión y prevención Se adquiere: 

La mayoría de las personas lo contraen en sus relaciones sexuales a través de la sangre o semen.



Al emplear jeringas infectadas por transfusión de sangre.



Al tener sexo sin protección (condón) con una persona infectada.



Al compartir las agujas, jeringas, etc.



Al inyectarse drogas, medicinas, asteroides y vitaminas.



Al compartir las agujas para hacerse tatuajes o abrirse agujeros para ponerse aretes.



De la madre infectada al pasar el virus VIH al bebé

Se previene: 

Teniendo relaciones sexuales con una sola pareja que no esté infectada y que a su vez sólo tenga relaciones contigo.



Evitando el intercambio de fluidos corporales mediante prácticas de sexo sin penetración.



Usando una barrera que impida ese intercambio, como el condón masculino de látex o el femenino de poliuretano, que empleados correctamente evitan el contagio.



Practicando la abstinencia de las relaciones sexuales.

4.3 Factores sociales que contribuyen al incremento del VIH Sida Actividades:  Elabore un cuadro comparativo de las infecciones de trasmisión sexual.  Realice un mapa conceptual acerca de los factores que intervienen en la ITS.  Elabore un cuadro comparativo de las causas y consecuencias del VIH- SIDA.

41

V El Sistema Nervioso 1. Sistema Nervioso 1.1 Estructura, Función y Clasificación Reflexione: ¿Qué importancia tiene le sistema nervioso en el desarrollo del ser humano?

Nuestro cuerpo, como el de la mayoría de los animales pluricelulares superiores, puede compararse a una gran ciudad con una población de billones de células que viven y funcionan armónicamente, constituyendo una comunidad o una organización perfectamente coordinada. Como cualquier gran metrópoli, fábrica u otro tipo de sistema organizado, son fundamentales unos o varios sistemas de control para el funcionamiento del cuerpo humano.

El cuerpo humano es un prodigioso conjunto de órganos y sistemas orgánicos que trabajan obligadamente, de modo coordinado. Para conseguirlo es necesario un gobierno que tal funcionamiento. Dicha función rectora la desempeña el complejo sistema nervioso, el cual se ocupa de todas las tareas voluntarias y conscientes de las cuales nos damos cuenta, tales como la marcha, el dolor, las sensaciones de calor y frío; pero también trabaja en todas las funciones que se ejercen de un modo inconsciente y automático, tales como el movimiento de los intestinos, del corazón, la respiración, etc. Es muy importante que quede claro, que ambas partes del sistema nervioso referido están totalmente unidas desde un punto de vista anatómico.

El sistema nervioso completo de un ser humano se puede dividir en dos regiones: La primera es el SISTEMA NERVIOSO CENTRAL que consta de la masa encefálica y la médula espinal.

La segunda región es el SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO que consta de neuronas sensoriales y motoras que se extienden a todas las regiones del cuerpo.

42

A estos dos sistemas se une un tercero llamado SISTEMA VEGETATIVO o SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO. Como hemos indicado que existen neuronas sensoriales, debemos mencionar que estas neuronas como su nombre lo indica, se encuentran en receptores sensoriales como los ojos, los oídos, la piel, etc. Son estas neuronas las que nos permiten percibir la realidad externa que nos rodea, mientras que las neuronas motoras son las encargadas de dar respuesta a éstos estímulos, a través de acciones motoras.

Sistema nervioso periférico

Sistema nervioso somático

Sistema nervioso autónomo

Actos voluntarios

Actos involuntarios

S.N simpático

SN parasimpático

Se encarga de las funciones de lucha y huida.

Se encarga de las funciones de reposo y mantenimiento.

1.2 Neuronas y su función El sistema nervioso se compone de varios elementos celulares como tejidos de sostén o mantenimiento llamados neuroglia. Un sistema vascular especializado y las neuronas que son células que se encuentran conectadas entre sí de manera compleja y que tienen la propiedad de generar, propagar, codificar y conducir señales por medio de gradientes electroquímicos (electrolitos) a nivel de membrana axonal y de neurotransmisores a nivel de sinapsis y receptores.

Las neuronas se dividen en cuerpo celular, neuronal o soma, axones o cilindroejes y las dendritas.

Las células griales (conocidas también genéricamente como glía o neuroglia) son células nodriza del sistema nervioso que desempeñan, de forma principal, la función de soporte y protección de las neuronas. En los humanos se clasifican según su localización o por su morfología y función. Las diversas células de la neuroglia constituyen más de la mitad del volumen del sistema nervioso de los vertebrados. Las neuronas no pueden funcionar en ausencia de las células griales.

Según su ubicación dentro del sistema nervioso ya sea central o periférica, las células griales se clasifican en dos grandes grupos. Las células que constituyen la glía central son los atrocitos, oligodendrocitos, células ependimarias y las células de la microglía, y suelen encontrarse en el cerebro, cerebelo, tronco cerebral y médula espinal. Las células que constituyen la glía periférica son las células de Schwann, células capsulares y las células de Müller. Normalmente se encuentran a lo largo de todo el sistema nervioso periférico.

43

Con base a la división morfológica entre las distintas partes anatómicas de las neuronas y sus distintas formas de organización se clasifican en cuatro variedades:  Unipolares, son células con una sola proyección que parte del soma, son raras en los vertebrados.  Bipolares, con dos proyecciones que salen del soma, en el humano se encuentra en el epitelio olfativo y ganglios vestibular y coclear.  Seudounipolares, con una sola proyección pero que se subdivide posteriormente en una rama periférica y otra central, son características en la mayor parte de células de los ganglios sensitivos humanos.  Multipolares, son neuronas con múltiples proyecciones dendríticas y una sola proyección axonal, son características de las neuronas motoras.

Las neuronas se clasifican en tres grupos según su función:  Sensitivas o aferentes, localizadas normalmente en el sistema nervioso periférico (ganglios sensitivos) encargadas de la recepción de diversos tipos de estímulos tanto internos como externos.

Esta adquisición de señales queda a cargo de una amplia variedad de receptores:  Externorreceptores, encargados de recoger los estímulos externos o del medio ambiente.  Nocicepción. Terminaciones libres encargadas de recoger la información de daño tisular.  Termorreceptores. Sensibles a radiación calórica o infrarroja.  Fotorreceptores. Son sensibles a la luz, se encuentran localizados en los ojos.  Quimiorreceptores. Son las que captan sustancias químicas como el gusto (líquidos-sólidos) y olfato (gaseosos).  Mecanorreceptores. Son sensibles al roce, presión, sonido y la gravedad, comprenden al tacto, oído, línea lateral de los peces.  Galvano receptor. Sensibles a corrientes eléctricas o campos eléctricos.  lnternorreceptores, encargados de recoger los estímulos internos o del cuerpo:  Propiocepción, los huesos musculares y terminaciones nerviosas que encargan de recoger información para el organismo sobre la posición de los músculos y tendones.  Nocicepción. Terminaciones libres encargadas de recoger la información de daño tisular.  Quimiorreceptores. En relación con las funciones de regulación hormonal, hambre, sensación de sed, entre otros.  Motoras o eferentes, localizadas normalmente en el sistema nerviosos central se encargan de enviar las señales de mando a otras neuronas, músculos o glándulas.  Interneuronas, localizadas normalmente dentro del sistema nervioso central se encargan de crear conexiones o redes entre los distintos tipos de neuronas.

Estas señales se propagan a través de propiedades de su membrana plasmática, al igual que muchas células, pero en este caso está modificada para tener la capacidad de ser una membrana excitable en sentido unidireccional controlando el movimiento a través de los iones disueltos desde sus proximidades para generar lo que se conoce como potencial de acción.

Por medio de sinapsis las neuronas se conectan entre sí, con los músculos (placa neuromuscular), con glándulas y con pequeños vasos sanguíneos.

Utilizan en la mayoría de los casos neurotransmisores enviando una gran variedad de señales dentro del tejido nervioso y al resto de los tejidos, coordinando así múltiples funciones.

2. Sistema Nervioso Central, Periférico y Autónomo 2.1 Estructura y Función 1. Cerebro 2. Sistema nervioso central (cerebro y médula espinal) 3. Médula espinal

44

El sistema nervioso central está formado por el encéfalo y la médula espinal, se encuentra protegido por tres membranas, las meninges. En su interior existe un sistema de cavidades conocidas como ventrículos, por las cuales circula el líquido cefalorraquídeo.

El encéfalo es la parte del sistema nervioso central que está protegida por los huesos del cráneo. Está formado por el cerebro, el cerebelo y el tronco del encéfalo:  Cerebro es la parte más voluminosa. Está dividido en dos hemisferios, uno derecho y otro izquierdo, separados por la cisura interhemisférica y comunicados mediante el cuerpo calloso. La superficie se denomina corteza cerebral y está formada por replegamientos denominados circunvoluciones constituidas de sustancia gris. Subyacente a la misma se encuentra la sustancia blanca. En zonas profundas existen áreas de sustancia gris conformando núcleos como el tálamo, o el hipotálamo. 

Cerebelo está en la parte inferior y posterior del encéfalo, alojado en la fosa cerebral posterior junto al tronco del encéfalo.



Tronco del encéfalo compuesto por el mesencéfalo, la protuberancia anular y el bulbo raquídeo.

Conecta el cerebro con la médula espinal.

2.2 Médula Espinal La médula espinal es una prolongación del encéfalo, que se extiende por el interior de la columna vertebral. En ella la sustancia gris se encuentra en el interior y la blanca en el exterior.

Sistema nervioso periférico El sistema nervioso periférico está formado por los nervios craneales y espinales, y por los ganglios periféricos. Los primeros emergen del sistema nervioso central y recorren todo el cuerpo.

Mientras

que

los

segundos

se

encuentran en el trayecto de los nervios y contienen cuerpos neuronales mientras que los segundos son los únicos fuera del sistema nervioso central.

Los nervios espinales son 31 pares y se encargan de enviar información sensorial (tacto, dolor y temperatura) del tronco y las extremidades, de la

posición, el estado de la musculatura y las articulaciones del tronco y las extremidades hacia el sistema nervioso central y, desde el mismo, reciben órdenes motoras para el control de la musculatura esquelética que se conducen por la médula espinal.

45

Una división menos anatómica, pero mucho más funcional, es la que divide al sistema nervioso de acuerdo al rol que cumplen las diferentes vías neurales, sin importar si éstas recorren parte del sistema nervioso central o el periférico:  El sistema nervioso somático, también llamado sistema nervioso de la vida de relación, está formado por el conjunto de neuronas sensitivas que regulan las funciones voluntarias o conscientes en el organismo. Estas neuronas llevan la información desde los receptores sensoriales (órganos de los sentidos: piel, ojos, etc.) fundamentalmente ubicados en la cabeza, la superficie corporal y las extremidades, hasta el sistema nervioso central (SNC), y por axones motores que conducen los impulsos a los músculos esqueléticos, para permitir movimientos voluntarios como saludar con la mano o escribir en un teclado.  El sistema nervioso autónomo, también llamado sistema nervioso vegetativo o sistema nervioso visceral, está formado por el conjunto de neuronas que regulan las funciones involuntarias o inconscientes en el organismo (movimiento intestinal, sensibilidad visceral).

El sistema nervioso autónomo es sobre todo un sistema eferente e involuntario que transmite impulsos nerviosos desde el sistema nervioso central hasta la periferia estimulando los aparatos y sistemas de órganos periféricos. Estas acciones incluyen: el control de la frecuencia cardíaca y la fuerza de contracción, la contracción y dilatación de vasos sanguíneos, la contracción y relajación del músculo liso en varios órganos, acomodación visual, tamaño pupilar y secreción de glándulas exocrinas y endocrinas, regulando funciones tan importantes como la digestión, circulación sanguínea, respiración y metabolismo. El mal funcionamiento de este sistema puede provocar diversos síntomas, que se agrupan bajo el nombre genérico de disautonomía. A su vez el sistema vegetativo se clasifica en simpático y parasimpático, sistemas que tienen funciones en su mayoría antagónicas.

El sistema nervioso parasimpático al ser un sistema de reposo da prioridad a la activación de las funciones peristálticas y secretoras del aparato digestivo y urinario al mismo tiempo que propicia la relajación de esfínteres para el desalojo de las excretas y orina; también provoca la broncoconstricción y secreción respiratoria; fomenta la vasodilatación para redistribuir el riego sanguíneo a las vísceras y favorecer la excitación sexual; y produce miosis al contraer el esfínter del iris y la de acomodación del ojo a la visión próxima al contraer el músculo ciliar.

Este sistema inhibe las funciones encargadas del comportamiento de huida propiciando la disminución de la frecuencia como de la fuerza de la contracción cardíaca.

El sistema parasimpático lo forman los ganglios aislados y usa la acetilcolina. Está encargado de almacenar y conservar la energía. Es llamado también sistema colinérgico; ya que es el que mantiene al cuerpo en situaciones normales y luego de haber pasado la situación de estrés es antagónico al simpático.

El sistema nervioso simpático al ser un sistema del comportamiento de huida o escape da prioridad a la aceleración y fuerza de contracción cardiaca, estimula la piloerección y sudoración, favorece y facilita los mecanismos de activación del sistema nervioso somático para la contracción muscular voluntaria oportuna, provoca la broncodilatación de vías respiratorias para favorecer la rápida oxigenación, propicia la vasoconstricción dirigiendo el riego sanguíneo a músculos y sistema nervioso, provoca la midriasis para la mejor visualización del entorno, y estimula las glándulas suprarrenales para la síntesis y descarga adrenérgica. Está implicado en actividades que requieren gasto de energía. También es llamado sistema adrenérgico o noradrenérgico; ya que es el que prepara al cuerpo para reaccionar ante una situación de estrés.

46

Este sistema, inhibe las funciones encargadas del reposo como la peristalsis intestinal a la vez que aumenta el tama帽o de los esf铆nteres urinarios y digestivos, todo esto para evitar el desalojo de excretas. En los varones da fin a la excitaci贸n sexual mediante el proceso de la eyaculaci贸n.

47

3. Enfermedades más comunes del sistema nervioso Demencia La demencia es una deficiencia en la memoria de corto y largo plazo asociada con problemas del pensamiento abstracto, problemas con el juicio, otros trastornos de la función cerebral y cambios en la personalidad. El trastorno es lo bastante severo como para dificultar significativamente la capacidad para realizar las actividades rutinarias.

Los síntomas de la demencia incluyen: la incapacidad para aprender nueva información y para recordar lo que se sabía en el pasado, problemas con el pensamiento abstracto, desajuste del criterio, trastornos en otras funciones cerebrales como la capacidad para hablar eficazmente, llevar a cabo las actividades motoras o reconocer o identificar los objetos, un cambio de personalidad, interferencia con la capacidad para trabajar o llevar a cabo las actividades sociales usuales. Otros síntomas que pueden acompañar la demencia incluyen la ansiedad, la depresión o la suspicacia.

Enfermedad del Alzheimer La Enfermedad de Alzheimer es una enfermedad degenerativa del cerebro para la cual no existe recuperación.

La enfermedad ataca las células nerviosas en todas las partes de la corteza del cerebro, así como algunas estructuras circundantes deteriorando así las capacidades de la persona para gobernar las emociones, reconocer errores y patrones, coordinar el movimiento y recordar. Por último, la persona pierde toda la memoria y funcionamiento mental. Aproximadamente la mitad de las personas en los hospicios para ancianos y casi la mitad de las personas mayores de 85 años sufren de la enfermedad de Alzheimer. Es ahora la cuarta causa principal de muerte en los adultos y, a menos que se desarrollen métodos eficaces para la prevención y el tratamiento, la enfermedad de Alzheimer alcanzará proporciones epidémicas para mediados del próximo siglo.

Hasta hace poco, dos anormalidades significativas se han observado en los cerebros de las personas afectadas por la enfermedad de Alzheimer: fibras retorcidas de células nerviosas conocidas como enredos de neurofibrilarios y una proteína pegajosa llamada beta amiloide.

Las fibras enredadas son los restos dañados de microtúbulos, la estructura de apoyo que permite el flujo de nutrientes a través de las neuronas. Una forma mutada de la proteína conocida como tau se encuentra en estos enredos, y algunos expertos creen que esta versión defectuosa atrae y sostiene proteínas tan normales que ayudan comúnmente en la fabricación de una estructura de microtúbulo saludable. El segundo hallazgo significativo es una concentración alta de la proteína pegajosa conocida como beta amiloide, que forma parches llamados placas neuríticas. Estas placas se encuentran fuera de las células nerviosas rodeadas de los restos de neuronas moribundas. La beta amiloide es una astilla de una proteína más grande conocida como proteína amiloide precursora (APP, siglas en inglés).

Epilepsia De acuerdo a la Fundación de Epilepsia de América (Epilepsy Foundation of América), la epilepsia es una condición física que ocurre cuando hay un breve pero repentino cambio en el cerebro. Cuando las células cerebrales no están funcionando bien, la conciencia, movimientos, o acciones de una persona pueden alterarse por un breve período de tiempo. Estos cambios físicos se conocen como un ataque epiléptico.

48

Los síntomas de la epilepsia pueden ser:     

Momentos de ausencia o períodos de confusión en cuanto a la memoria.

Episodios de mirada fija o falta de atención, como si estuviera soñando despierto.

Movimientos incontrolables de los brazos y piernas.

Desmayo con incontinencia, seguido por fatiga excesiva.

Sonidos raros, percepción distorsionada, o inexplicables sentimientos de temor.

Los ataques pueden generalizarse, o sea que estos pueden comprender todo el cerebro. Un tipo de ataque generalizado consiste de convulsiones con una pérdida de conciencia. Otro tipo aparenta un breve periodo de mirada fija. Los ataques son clasificados de parciales cuando las células que no están funcionando bien se limitan a una parte del cerebro. Tales ataques parciales pueden causar periodos de "comportamiento automático" y conciencia alterada. Típicamente, esto puede significar un comportamiento que aparenta tener un propósito, tal como abotonarse la camisa, pero que puede ser inconsciente y repetitivo, y que no se recuerda.

Enfermedad de Parkinson Es una enfermedad neurológica que se asocia a rigidez muscular, dificultades para andar, temblor y alteraciones en la coordinación de movimientos. Es una enfermedad muy frecuente que afecta a 2 de cada 1000 personas, y se desarrolla más a partir de los 50 años, en hombres y mujeres.

La enfermedad de Parkinson es un proceso neurológico crónico cuyas causas son la alteración progresiva en la sustancia nigra del mesencéfalo (ganglios basales y área extrapiramidal). Estas áreas son zonas nerviosas que controlan y coordinan los movimientos. Y la disminución de la dopamina cerebral. La dopamina es una sustancia neurotransmisora, que trasmite impulsos de unas células nerviosas a otras.

La enfermedad de Parkinson tiene unos síntomas muy característicos, los cuales son: 

Rigidez muscular.



Temblor, puede ser de diferentes intensidades.



Hipocinesia, falta de movimientos.



Dificultades al andar, parece que se siguen a sí mismos.



Mala estabilidad al estar de pie.



Al comenzar a andar tienen problemas, les cuesta empezar a caminar.



Si un movimiento no se termina tiene dificultades para reiniciarlo, o terminarlo.



Cara de pez o máscara, por falta de expresión de los músculos de la cara.



Lentitud de movimientos.



Acatisia, incapacidad para mantenerse quieto acompañado de intranquilidad en todo el cuerpo.



Movimiento de los dedos como si estuvieran contando dinero.



Boca abierta, con dificultad para mantenerla cerrada.



Voz de tono bajo, y monótona.



Dificultad para escribir, para comer, o para movimientos finos.



Deterioro intelectual, a veces.



Estreñimiento

El Parkinson no tratado provoca la incapacidad y lleva a una muerte prematura. Los pacientes tratados mejoran claramente de los síntomas, la variabilidad de respuesta a los tratamientos es diversa y por ello el pronóstico de cada caso dependerá de la tolerancia a los tratamientos y su eficacia en cada caso.

49

Otras enfermedades: Atrofia muscular, Vértigo, Cefalea, Esclerosis múltiple, Trastorno del sueño…

Investigue en qué consiste cada una de las enfermedades del recuadro.

Atrofia muscular

Vértigo

Cefalea

Esclerosis múltiple

Trastorno del sueño

50

4. Medidas de higiene y prevención del sistema nervioso Actividad: 1. Observe las imágenes y en base a ellas elabore las medidas de higiene y prevención del sistema nervioso.

Medidas de higiene del sistema Prevención del sistema nervioso. nervioso.

1. Reflexione: - ¿Qué relación crees que tiene el sistema nervioso con las diferentes manifestaciones del cuerpo humano?

- Describe como es afectado el sistema nervioso cuando realizan distintas actividades.

2. Elabore un cuadro comparativo de la estructura y función del sistema nervioso central, periférico y autónomo.

3. Comente la importancia de conocer las enfermedades que afectan el sistema nervioso.

51

VI Los Sentidos Actividad: 1. Comparte:  ¿Qué importancia tienen los sentidos en las acciones que realizas a diario?  ¿En qué momentos pueden ser afectados los sentidos?

2. Elabore un álbum de la implicación que tienen los sentidos en el desarrollo de tus actividades.

1. Característica, Estructuras y Funciones Los receptores sensoriales son células especializadas en la captación de estímulos, que representan la vía de entrada de la información al sistema nervioso.

Los receptores sensoriales se pueden clasificar en:  Quimiorreceptores: cuando la fuente de información son las sustancias químicas. Ejemplo: gusto y olfato.  Mecanorreceptores: cuando la fuente de información proviene de tipo mecánico. Ejemplo: contacto, no contacto, vibraciones, texturas. Existen Mecanorreceptores especializados, por ejemplo los estatorreceptores que informan sobre la posición del equilibrio, y los Fotorreceptores, que perciben las ondas sonoras.  Termorreceptores: son los que perciben el frío o el calor.  Fotorreceptores: se especializan en recibir la energía electromagnética.

Los cinco sentidos son: el oído, la vista, el olfato, el gusto y el tacto.

1.1 El oído El oído es el órgano responsable no sólo de la audición, sino también del equilibrio. Se encarga de captar las vibraciones y transformarlas en impulsos nerviosos que llegarán al cerebro, donde serán interpretadas.

El oído se divide en tres zonas: externa, media e interna.

Oído Externo: es la parte del aparato auditivo que se encuentra en posición lateral al tímpano. Comprende el pabellón auditivo (oreja) y el conducto auditivo externo que mide tres centímetros de longitud. Posee pelos y glándulas secretoras de cera. Su función es canalizar y dirigir las ondas sonoras hacia el oído medio.

1.1.1 Enfermedades del Oído Externo: 

Ausencia del pabellón auditivo (malformación congénita). Si estas estructuras son anormales es posible realizar una cirugía reconstructora de la cadena de huesillos y restablecer la capacidad auditiva.



El otematoma (oído en forma de coliflor) es el resultado frecuente de daños que sufre el cartílago cuando va acompañado de hemorragias internas y producción excesiva de tejido cicatrizante.  Inflamación del oído externo: que puede aparecer como consecuencia de cualquier enfermedad que produzca inflamación en la piel (dermatitis, quemaduras, congelaciones, etc.)  La presencia de cuerpos extraños en el canal auditivo externo (algodón, insectos, cerumen, etc.), pueden producir alteraciones auditivas y deben ser extraídas con sumo cuidado.

52

Oído Medio: Se encuentra situado en la cavidad timpánica llamada caja del tímpano, su cara externa está formada por el tímpano que lo separa del oído externo. Es el mecanismo responsable de la conducción de las ondas sonoras hacia el oído interno. Es un conducto estrecho, que se extiende unos 15 milímetros en un recorrido vertical y otros 15 en un recorrido horizontal. El oído medio está conectado directamente con la nariz y la garganta a través de la trompa de Eustaquio, que permite la entrada y la salida del aire del oído medio para equilibrar las diferencias de presión entre éste y exterior.

Está formado por tres huesillos pequeños y móviles, que son el martillo, el yunque y el estribo. Los tres conectan acústicamente el tímpano con el oído interno, que contiene líquido.

1.1.2 Enfermedades del Oído Medio  Perforación del tímpano: lesiones producidas por cualquier objeto afilado, por sonarse la nariz con fuerza, al recibir un golpe en el oído o por cambios bruscos en la presión atmosférica.  La infección del oído medio: se conoce como otitis media, son todas las infecciones del oído por bacterias, puede ser aguda o crónica. Puede producir sordera, al adherirse tejidos al tímpano que impiden su movimiento. Si se produce dolor, se debe de realizar una intervención quirúrgica para permitir el drenaje del oído medio. Algunos niños que padecen otitis aguda presentan dificultades para el desarrollo del lenguaje.  Otosclerosis: cuando se forma un hueso esponjoso entre el estribo y la ventana oval. De esta manera el estribo queda inmovilizado y no transmite información hacia el oído interno, causando la pérdida de la capacidad auditiva.

Oído Interno: Se encuentra en el interior del hueso temporal que contiene los órganos auditivos y del equilibrio, que están inervados por los filamentos del nervio auditivo. Está separado del oído medio por la ventana oval. Consiste en una serie de canales membranosos alojados en la parte densa del hueso temporal, se divide en: caracol, vestíbulo y tres canales semicirculares, que se comunican entre sí y contienen endolinfa (fluido gelatinosos).

1.1.3 Enfermedades del Oído Interno  Las enfermedades del oído interno pueden afectar el equilibrio y producir síntomas de mareos.  El vértigo: es consecuencia de lesiones producidas en los canales semicirculares produciendo náuseas y pérdida de la capacidad auditiva.  Destrucción traumática del órgano de Corti: es responsable de la producción de una sordera total.

Se conocen aparatos que ayudan a convertir las ondas sonoras en señales eléctricas, produciendo la estimulación directa del nervio auditivo. Sin embargo los sonidos son poco definidos.

53

1.2 La vista Aunque el ojo es denominado a menudo como el órgano de la visión, en realidad el órgano que efectúa el proceso de la visión es el cerebro, la función del ojo es traducir las vibraciones electromagnéticas de la luz en un determinado impulso nervioso que se transmite al cerebro a través del nervio óptico.

El globo ocular es una estructura esférica de aproximadamente 2.5 centímetros de diámetro con un marcado abombamiento sobre su superficie anterior. La parte exterior se compone de tres capas de tejido:  La capa más externa o esclerótica: tiene una función protectora. Cubre unos 5/6 de la superficie ocular y se prolonga en la parte anterior con la córnea transparente.  La capa media o úvea tiene tres partes: la coroides (vascularizada), el cuerpo ciliar (procesos filiares) y el iris (parte frontal del ojo).  La capa interna o retina: es sensible a la luz.

La córnea es una membrana resistente compuesta por cinco capas a través de la cual la luz penetra en el interior del ojo. El iris es una estructura pigmentada suspendida entre la córnea y el cristalino y tiene una abertura circular en el centro, la pupila. El tamaño de la pupila depende de un músculo que rodea sus bordes, aumentando o disminuyendo la cantidad de luz que entra en el ojo.

La retina es una capa compleja compuesta sobre todo por células nerviosas. Las células receptoras sensibles a la luz se encuentran en la superficie exterior, tienen forma de conos y bastones y están ordenados como los fósforos de una caja. La retina se sitúa detrás de la pupila. La retina tiene una pequeña mancha de color amarillo que se denomina mácula lútea, es su centro se encuentra la fóvea central, que es la zona del ojo con mayor agudeza visual.

El nervio óptico entre en el globo ocular por debajo y algo inclinado hacia el lado interno de la fóvea central, originando en la retina la pequeña mancha llamada disco óptico. Esta estructura es el punto ciego del ojo, ya que carece de células sensibles a la luz.

Funcionamiento del Ojo: El enfoque del ojo se lleva a cabo debido a que la lente del cristalino se aplana o redondea; este proceso se llama acomodación. En un ojo normal no es necesaria la acomodación para ver los objetos distantes, pues se enfocan en la retina cuando la lente está aplanada gracias al ligamento suspensorio. Para ver objetos más cercanos, el músculo ciliar se contrae y por relajación del ligamento suspensorio, la lente se redondea de forma progresiva.

El mecanismo de la visión nocturna implica la sensibilización de las células en forma de bastones gracias a un pigmento, la púrpura visual, sintetizada en su interior. Para la producción de este pigmento es necesaria la vitamina A, y su deficiencia conduce a la ceguera nocturna.

Cuando la luz intensa alcanza la retina, los gránulos de pigmento marrón emigran a los espacios que rodean a estas células, revistiéndolas y ocultándolas. De este modo los ojos se adaptan a la luz.

54

Los movimientos del globo ocular hacia la derecha, izquierda, arriba o abajo se llevan a cabo por los seis músculos oculares que son muy precisos. Se estima que los ojos pueden moverse para enfocar como mínimo cien mil puntos distintos del campo visual.

Estructuras Protectoras: Las más importantes son los párpados superior e inferior. Estos son pliegues de piel y tejido glandular que se cierran gracias a unos músculos y forman sobre el ojo una cubierta protectora. Las pestañas (pelos cortos que crecen en los bordes de los párpados), actúan como una pantalla para mantener lejos del ojo partículas cuando estos están abiertos.

Detrás de los párpados se encuentra la conjuntiva, que es una membrana protectora fina que se pliega para cubrir la zona de la esclerótica visible. Cada ojo cuenta también con una glándula lagrimal, situada en la esquina exterior. Estas glándulas segregan un líquido salino que lubrica la parte delantera del ojo cuando los párpados están cerrados y limpia la superficie de las pequeñas partículas de polvo.

1.2.1 Enfermedades  Hemeralopía: está causada por una incipiente opacidad en uno o más de los tejidos oculares.  Ceguera para los colores: es un defecto congénito de la retina, está relacionada con el exceso del consumo de drogas, alcohol, tabaco, etc.  Miopía: el cristalino funciona bien, pero el globo ocular es demasiado largo. La imagen de los objetos alejados se forma delante de la retina.  Hipermetropía: el cristalino funciona bien, pero el globo ocular es demasiado corto. La imagen de los objetos cercanos se forma detrás de la retina.  Diplopía, visión doble, estrabismo y bizquera: son causados por debilidad o parálisis de los músculos externos del globo ocular.  Astigmatismo: deformación de la córnea o alteración de la curvatura de la lente ocular. Provoca una visión distorsionada debido a la imposibilidad de que converjan los rayos luminosos en un solo punto de la retina.  Ceguera: puede ser causada por la presión del nervio óptico. También por la separación de la retina desde el interior del globo ocular.  La conjuntivitis: produce enrojecimiento, inflamación, molestias y constante lagrimeo. Durante el sueño, se produce una secreción de pus que al secarse, hace que las pestañas se peguen entre sí. La prevención de ésta enfermedad se logra mediante la práctica de medidas higiénicas como lavarse regularmente bien los ojos, usar toallas limpias, no frotar los ojos con las manos sucias, aplicar sólo los medicamentos (colirios o cremas) recetados por el médico.

1.3 El olfato: Este sentido permite percibir los olores. La nariz, equipada con nervios olfativos, es el principal órgano del olfato. Los nervios olfativos son también importantes para diferenciar el gusto de las sustancias que se encuentran dentro de la boca, es decir, muchas sensaciones que se perciben como sensaciones gustativas, tienen su origen en el sentido del olfato. También es importante decir que la percepción de los olores está muy relacionada con la memoria, determinado aroma es capaz de evocar situaciones de la infancia, lugares visitados o personas queridas.

55

La nariz: Forma parte del sentido del olfato, del aparato respiratorio y vocal. Se puede dividir en región externa, el apéndice nasal, y una región interna constituida por dos cavidades principales (fosas nasales) que están separadas entre sí por el tabique vertical.

Los bordes de los orificios nasales están recubiertos de pelos fuertes que atraviesan las aberturas y sirven para impedir el paso de sustancias o partículas extrañas.

Las cavidades nasales son altas y profundas, y constituyen la parte interna de la nariz. Se abren en la parte frontal por los orificios nasales y, en el fondo, terminan en una abertura en cada lado de la parte superior de la faringe. La región olfativa de la nariz es la responsable del sentido del olfato, la membrana mucosa es muy gruesa y adopta una coloración amarilla.

Clasificación de las sensaciones olfativas: Se puede decir que hay siete tipos de receptores existentes en las células de la mucosa olfatoria. Las investigaciones sobre el olfato señalan que las sustancias con olores similares tienen moléculas del mismo tipo. Estos tipos son:       

Alcanfor Almizcle Flores Menta Éter (líquido para limpieza en seco) Acre (avinagrado) Podrido

Estudios recientes indican que la forma de las moléculas que originan los olores determina la naturaleza del olor de esas moléculas o sustancias. Se piensa que estas moléculas se combinan con células específicas de la nariz, o con compuestos químicos que están dentro de esas células. La captación de los olores es el primer paso de un proceso que continúa con la transmisión del impulso a través del nervio olfativo y acaba con la percepción del olor por el cerebro.

1.3.1 Enfermedades:  Resfriado: es una enfermedad infecciosa aguda del tracto respiratorio, causada por cierto tipo de virus.

Provoca congestión, excesiva secreción nasal, dolor de garganta y tos.  Rinitis: trastorno inflamatorio de la membrana mucosa de la nariz. Se caracteriza por secreción nasal acuosa, con congestión y dificultad para respirar por la nariz.  Fiebre del heno: es una forma de rinitis estacional causada por alergia al polen. Provoca ataques intensos de estornudos, inflamación de la mucosa nasal y los ojos, y respiración defectuosa.  Alergias nasales, irritación por la respiración de contaminantes, etc.

56

1.4 El gusto: Esta facultad humana, entre otros animales, actúa por contacto de sustancias solubles con la lengua. El ser humano es capaz de percibir un amplio repertorio de sabores como respuesta a la combinación de varios estímulos, entre ellos textura, temperatura, olor y gusto.

Viéndolo de forma aislada el sentido del gusto sólo percibe cuatro sabores: dulce, salado, ácido y amargo.

La lengua: Posee casi 10.000 papilas gustativas que están distribuidas de forma desigual en la cara superior de esta.

Por lo general las papilas sensibles a los sabores dulce y salado se concentran en la punta de la lengua, las sensibles al sabor ácido ocupan los lados y las sensibles al sabor amargo están en la parte posterior.

La lengua es un órgano musculoso de la boca y es el asiento principal del gusto y parte importante en la fonación, masticación y deglución de los alimentos. Está cubierta por una membrana mucosa y se extiende desde el hueso hioides en la parte posterior de la boca hacia los labios. El color de la lengua suele ser rosado.

Su principal función es la contención de los receptores gustativos, que nos permiten degustar los alimentos.

También contribuye junto con los labios, los dientes y el paladar duro, la articulación de las palabras y sonidos.

1.4.1 Enfermedades:  Pérdida del sentido: para conservar este sentido se debe de mantener una higiene bucal adecuada, que se consigue con cepillos y dentífricos.  Embotación de sensibilidad gustativa: cuando se saborean sustancias muy ácidas o muy fuertes (picantes, etc.)  Irritación de la mucosa lingual: ocurre por exceso de humo del tabaco, provocando que disminuya la percepción de los sabores.  Prevenir enfermedades como la caries en dientes y muelas, periodontitis y/o gingivitis, en las encías.

1.5 El tacto: El tacto, es otro de los cinco sentidos de los seres humanos y de otros animales. A través del tacto, el cuerpo percibe el contacto con las distintas sustancias, objetos, etc. Los seres humanos presentan terminaciones nerviosas especializadas en la piel, que se llaman receptores del tacto. Estos receptores se encuentran en la epidermis (capa más externa de la piel) y transportan las sensaciones hacia el cerebro a través de las fibras nerviosas. Hay sectores de la piel que poseen mayor sensibilidad ya que el número de receptores varía en toda la piel.

Los receptores del tacto están constituidos por los discos de Merkel, que se subdividen en las siguientes categorías:

57

 Corpúsculos de Pacini: se ubican en la zona profunda de la piel, sobre todo en los dedos de las manos y de los pies. En general son poco abundantes. Detectan presiones y deformaciones de la piel, y sus estímulos duran poco.  Terminaciones Nerviosas libres: están en casi todo el cuerpo y se especializan en sentir el dolor.  Terminaciones nerviosas de los pelos: sensibles al tacto. La mayoría de los pelos son de este tipo.  Corpúsculo de Meissner: se encuentran en las papilas dérmicas, abundantes en los extremos de los dedos, los labios, la lengua, etc. Se ubican en la zona superficial de la piel y se especializan por el tacto fino.  Corpúsculos de Krause: presentes en la superficie de la dermis y son sensibles al frío, se ubican en especial en la lengua y en los órganos sexuales.  Corpúsculo de Rufino: son poco numerosos, alargados y profundos, son sensibles al calor.

La piel: Es una parte muy importante del organismo que protege y cubre la superficie del cuerpo. Contiene órganos especiales que suelen agruparse para detectar las distintas sensaciones como la temperatura y dolor.

La piel posee, en un corte transversal, tres capas: la epidermis, que es la que interviene principalmente en la función del tacto ya que es la más externa, la dermis que es la capa media y la capa subcutánea.

1.5.1 Enfermedades:  



  





 

Urticaria: alteración alérgica de la piel caracterizada por la aparición repentina o reiterada de manchas, ronchas u otras manifestaciones.

Por lo general son como inflamaciones.

Psoriasis: Es una enfermedad crónica, se caracteriza por la aparición de placas escamosas. Se diferencia de la piel normal, ya que obtiene un color rojizo o castaño, cubiertas por pequeñas escamas blancas.

Generalmente afecta las rodillas, el cuero cabelludo y el pecho.

Dermatitis: es la inflamación de la piel o la dermis. Los síntomas son enrojecimiento, dolor, exudación de la zona afectada. Cuando se presenta por un largo período, suele presentar ronchas, costras y sequedad en la piel. Su causa es por parásitos o irritantes físicos o químicos.

Micosis: es una enfermedad producida por hongos, causa mucha molestia porque genera mucha picazón e irritación de la piel.

Onicomicosis: son las afecciones en las uñas, sobre todo en las de los pies. Produce deformaciones por engrosamiento y resquebrajamiento.

Dermatomicosis: se presenta entre los dedos, produciendo grandes ampollas y grietas, se controla rápidamente, pero suele salir nuevamente en épocas calurosas y muy sudorosas. Para combatirlas se emplean líquidos, pomadas, polvos y en algunos casos medicamentos que se ingieren o inyectan. También es recomendable usar zapatos ventilados y cambiarse a diario los calcetines o medias.

Candidiasis: es una infección producida por un hongo, que normalmente se aloja en la vagina (órgano sexual femenino). Se multiplica rápidamente y produce mucha picazón. El tratamiento se basa en el uso de supositorios vaginales. Esta es una enfermedad que se adquiere por contacto sexual.

La tiña: es una infección en forma de anillo. Los hongos atacan los folículos pilosos, del cuero cabelludo o de la barba. Se presentan erupciones molestas y desagradables, comenzando con erupciones rojas, que cada vez se hacen más grandes y más rojas acompañadas de mucha picazón.

La Pediculosis: es la parasitosis más frecuente causada por parásitos externos (ectoparásitos) llamados piojos.

Escabiosis o sarna: es una enfermedad de la piel producida por un metazoo invertebrado microscópico llamado ácaro. Este animal, cava galerías debajo de la piel, allí pone sus huevos y se desarrollan sus crías, las cuales producen gran picazón. Esta enfermedad es muy contagiosa, porque el ácaro puede pasar de una persona a otra. La mejor forma de controlar esta enfermedad, es practicar correctamente la higiene personal.

58

 El acné: es una afección de la piel en la que queda retenida la secreción de las glándulas sebáceas que se inflaman e infectan. Puede ser causados por problemas hormonales, especialmente en la pubertad, se presenta tanto en los niños como las niñas. Esta irritación generalmente se presenta en el rostro, pero también se localiza en los hombros y la espalda. El acné puede ser tratado con cremas especiales, recetadas por médicos dermatólogos. También es muy importante el consumo de alimentos bajos en grasas.

2. Medidas de Higiene y Protección de los Sentidos Comente: a- ¿Cuáles son las medidas de higiene y protección de los sentidos? b- Alguna situación de riesgo para tus sentidos.

Complete el cuadro: Órgano

Enfermedad

Medidas de Prevención e Higiene

Redacte una lista de 10 acciones que realizaría para evitar las afectaciones del tacto, oído y gusto.

VII El sistema endocrino El sistema endocrino está formado por todos aquellos órganos que se encargan de producir y secretar sustancias, denominadas hormonas, hacia el torrente sanguíneo; con la finalidad de actuar como mensajeros, de forma que se regulen las actividades de diferentes partes del organismo.

Los órganos principales del sistema endocrino son: el hipotálamo, la hipófisis, la glándula tiroides, las paratiroides, los islotes del páncreas, las glándulas suprarrenales, las gónadas (testículos y ovarios) y la placenta que actúa durante el embarazo como una glándula para cumplir con sus funciones específicas.  El hipotálamo es la glándula que, a través de hormonas, estimula a la hipófisis para que secrete hormonas y pueda estimular otras glándulas o inhibirlas. Esta glándula es conocida como "glándula principal" ya que como se explica anteriormente, regula el funcionamiento de varias glándulas endocrinas.  La hipófisis controla su secreción a través de un mecanismo llamado "retroalimentación" en donde los valores en la sangre de otras hormonas indican a esta glándula si debe aumentar o disminuir su producción.

59

Hay otras glándulas que su producción de hormonas no dependen de la hipófisis sino que responden de forma directa o indirecta a las concentraciones de sustancias en la sangre, como son: los islotes del páncreas, las glándulas paratiroides y la secreción de la médula suprarrenal que responde a la estimulación del sistema nervioso parasimpático.

A continuación se especificará cada una de las funciones de las glándulas que componen este sistema y la acción de cada hormona segregadas al flujo sanguíneo.

Las hormonas, según su composición bioquímica y mecanismo de acción, se clasifican en:  Proteicas: Están compuestas por cadenas de aminoácidos y derivan de la hipófisis, paratiroides y páncreas. Por su composición bioquímica, sus receptores se encuentran en la membrana donde comienza a producirse una serie de reacciones que dan lugar a productos bioquímicos que actúan como segundo mensajeros.  Esteroideas: Son derivadas del colesterol y por ende, pueden atravesar la célula y unirse con su receptor que se encuentra en el citoplasma de la célula blanco o diana. Este tipo de hormona es secretada por la corteza suprarrenal y las gónadas.  Aminas: Son secretadas por la glándula tiroides y de la médula suprarrenal, y su receptor se encuentra en el núcleo de la célula.

Las Glándulas son órganos cuya función es la de fabricar productos especiales a expensas de los materiales de la sangre. Según su función se dividen en:  Glándulas endocrinas: Son aquellas que producen mensajeros químicos llamados hormonas que ayudan a controlar y regular partes, sistemas, aparatos y hasta órganos individuales del cuerpo. Los órganos endocrinos también se denominan glándulas sin conducto o glándulas endocrinas, debido a que sus secreciones se liberan directamente en el torrente sanguíneo.

Estas glándulas forman el sistema endocrino que no tiene una localización anatómica única, sino que está disperso en todo el organismo en glándulas endocrinas y en células asociadas al tubo digestivo.  Glándulas exocrinas: Se refiere a las que no poseen mensajeros químicos sino que estos envían sus secreciones por conductos o tubos que son receptores específicos como por ejemplo las lagrimales, axilas o tejidos cutáneos.  Glándulas holocrinas: Son aquellas donde los productos de secreción se acumulan en los cuerpos de las células, luego las células mueren y son excretadas como la secreción de la glándula. Constantemente se forman nuevas células para reponer alas perdidas. Las glándulas sebáceas pertenecen a este grupo.  Glándulas epocrinas: Sus secreciones se reúnen en los extremos de las células glandulares. Luego estos extremos de las células se desprenden para formar la secreción. El núcleo y el citoplasma restante se regeneran luego en un corto período de recuperación. Las glándulas mamarias pertenecen a este grupo.  Glándulas unicelulares: Las glándulas unicelulares (una célula) están representadas por células mucosas o coliformes que se encuentran en el epitelio de recubrimiento de los sistemas digestivos, respiratorio y urogenital. La forma de las células mucosas es como una copa y de ahí el nombre de células caliciformes. El extremo interno o basal es delgado y contiene el núcleo. Una célula caliciforme puede verter su contenido poco a poco y retener su forma, o vaciarse rápidamente y colapsarse. Otra vez se llena y se repite el ciclo.

Periódicamente estas células mueren y son remplazadas.

60

 Glándulas multicelulares: Las glándulas multicelulares presentan formas variadas. Las más simples tienen forma de platos aplanados de células secretoras o son grupos de células secretoras que constituyen un pequeño hueco dentro del epitelio y secretan a través de una abertura común.

Las glándulas que componen el sistema endocrino del cuerpo humano son:  La Hipófisis: Es una glándula que tiene forma de pera y se encuentra en una estructura ósea llamada "silla turca", localizada debajo del cerebro. Esta glándula es la encargada de producir muchas hormonas que controlan a la mayoría de las glándulas endocrinas del organismo, recibiendo el nombre de "hormona principal".

La hipófisis es controlada a su vez por el hipotálamo, que es una región que se encuentra encima de la hipófisis. La misma está formada por dos lóbulos: el anterior (adenohipófisis) que es controlada por el hipotálamo mediante la segregación de sustancias parecidas a las hormonas, que llegan hasta los vasos sanguíneos y conectan las dos zonas; y el lóbulo posterior (neurohipófisis) que igualmente es controlado por el hipotálamo mediante impulsos nerviosos.

El lóbulo anterior o adenohipófisis produce hormonas que estimulan la función de otras glándulas endocrinas, por ejemplo, la adrenocorticotropina, hormona adrenocorticotropa o ACTH, que estimula la corteza suprarrenal; la hormona estimulante de la glándula tiroides o tirotropina (TSH) que controla el tiroides; la hormona estimulante de los folículos o foliculoestimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH), que estimulan las glándulas sexuales; la prolactina, que, al igual que otras hormonas especiales, influye en la producción de leche por las glándulas mamarias; la hormona somatotropa (STH),que mantiene en actividad el cuerpo lúteo y estimula la producción de le che en la mujer; también actúa en la producción de la hormona del crecimiento o somatotropina, que favorece el desarrollo de los tejidos del organismo, en particular la matriz ósea y el músculo; y una hormona denominada estimuladora de los melanocitos, que estimula la síntesis de melanina en las células pigmentadas o melanocitos.

El lóbulo posterior de la hipófisis o neurohipófisis, secreta las hormonas oxitocina y antidiurética, ambas secretadas por el hipotálamo y almacenadas en la hipófisis. La primera se encarga de las contracciones uterinas durante el parto y estimula la expulsión de leche de las mamas; y la segunda controla el agua excretada por los riñones y ayuda a ma ntener la presión arterial elevada.



Tiroides: es una glándula que se encuentra por debajo del cartílago tiroides, tiene forma de mariposa y ambos lóbulos están unidos por una estructura llamada istmo. Esta glándula secreta las hormonas tiroxina y la Triyodotironina que influyen en la maduración y el desarrollo de los tejidos, en la producción de energía y de calor, en el metabolismo (transformación) de nutrientes, en las funciones mentales, cardíacas, respiratorias, sexuales y reproductivas. También secreta una hormona denominada calcitonina, que disminuye los niveles de calcio en la sangre e inhibe su reabsorción ósea.

 Paratiroides: son dos pares de glándulas que se encuentran al lado de los lóbulos del tiroides y su función consiste en regular los niveles sanguíneos de calcio y fósforo y estimula la reabsorción de hueso.

61

 Páncreas: es un órgano que cumple con funciones exocrinas, ya que secreta enzimas hacia al duodeno en el proceso digestivo; y funciones endocrinas porque liberan insulina y glucagón. Ambas provienen específicamente de los islotes del páncreas o islotes de Langerhans de las células y . La primera actúa sobre el metabolismo de los hidratos de carbono, proteínas y grasas, aumentando la tasa de utilización de la glucosa y favoreciendo la formación de proteínas y el almacenamiento de grasas; y el segundo aumenta de forma transitoria los niveles de azúcar en la sangre mediante la liberación de glucosa procedente del hígado.  Suprarrenales: cada una de estas glándulas está formada por una zona interna denominada médula y una zona externa que recibe el nombre de corteza.

Ambas se localizan sobre los riñones. La médula suprarrenal produce adrenalina, llamada también epinefrina, y noradrenalina, que afecta a un gran número de funciones del organismo. Estas sustancias estimulan la actividad del corazón, aumentan la tensión arterial, y actúan sobre la contracción y dilatación de los vasos sanguíneos y la musculatura. La adrenalina eleva los niveles de glucosa en la sangre (glucemia).

Todas estas acciones ayudan al organismo a enfrentarse a situaciones de urgencia de forma más eficaz. La corteza suprarrenal elabora un grupo de hormonas denominadas glucocorticoides, que incluyen la corticosterona y el cortisol, y los mineralocorticoides, que incluyen la aldosterona y otras sustancias hormonales esenciales para el mantenimiento de la vida y la adaptación al estrés. Las secreciones suprarrenales regulan el equilibrio de agua y sal del organismo, influyen sobre la tensión arterial, actúan sobre el sistema linfático, influyen sobre los mecanismos del sistema inmunológico y regulan el metabolismo de los glúcidos y de las proteínas. Además, las glándulas suprarrenales también producen pequeñas cantidades de hormonas masculinas y femeninas.  Gónadas: se refiere a los testículos y ovarios o glándulas sexuales como se les conoce comúnmente.

Actividades: Explique: ¿Qué relación encuentra entre el sistema nervioso, los sentidos y el sistema endocrino?

R= ¿Qué factores externos e internos pueden afectar el sistema endocrino?

R=

62

63

I LAS PLANTAS FANERÓGAMAS (Angiospermas) Evolución de las plantas

Desde el punto de vista evolutivo, las plantas se consideran descendientes de las algas verdes. Los primeros registros de plantas terrestres datan del período silúrico al final de la era Paleozoica, hace trescientos sesenta millones de años.

Estas plantas conocidas como psilofitales, ya poseían tejidos vasculares diferenciados y dieron origen a las plantas vasculares actuales, llamadas traqueófitas, entre ellas se encuentran: la de las pteridofitas, como los helechos, cuya existencia se mantiene hasta hoy, las gimnospermas que dominaron en la era mesozoica, hace 230 millones de años sobreviviendo unos pocos grupos, y la de las angiospermas, que aparecieron a finales de la era mesozoica logrando diversificarse en una variedad de grupos actualmente existentes.

El tamaño de los pteridofitas no era tan pequeño como la mayoría de los helechos que conocemos actualmente, si no que eran arbóreos, gigantes y tan numerosos que cubrieron la tierra de vastos bosques. Los helechos poseían raíces, tallos y hojas grandes con un sistema vascular incompleto y efectivo.

Al formarse las gimnospermas plantas con semillas desnudas protegidas por escamas los vasos conductores todavía estaban incompletos y representados por traqueidas.

El éxito de las plantas en el medio terrestre se debe al desarrollo de estrategias para controlar la pérdida de agua, transportar sustancias por medio de un sistema vascular y elaborar mecanismos de reproducción y diseminación de semillas. La presencia de un sistema de traqueidas más complejo daba a estas plantas la posibilidad de crecer sobre tierra sin ser tan estrictamente dependientes el ambiente acuático. Entre las gimnospermas predominaron las coníferas que también hoy en día existen y constituyen inmensos bosques preciosos para el ambiente ecológico.

La invasión de las plantas con flores o angiospermas transformaron la cara de nuestro planeta, al brindar una diversidad de colores vistosos y llamativos. En las angiospermas encontramos variedades de especies, que van desde árboles frondosos hasta hierbas pequeñas, la mayoría de ellas fueron cultivadas por el ser humano hasta representar el sustento máximo de la humanidad.

En Nicaragua se encuentran todos los grupos de plantas desde las algas en los mares, ríos, lagos y estanques, musgos (Briofitas) que crecen como alfombras sobre tierra o rocas húmedas, helechos que cubren el suelo de los bosques y también como ornamento de algunos hogares, hasta gimnospermas que forman extensos bosques y angiospermas que se encuentran a lo largo y ancho de nuestro país.

ACTIVIDADES:  Elabore una línea de tiempo acerca de la evolución de las plantas.  Realice una valoración personal de la importancia que ha presentado la evolución de las plantas en nuestro país.  Analice: -Si las plantas angiospermas son llamadas plantas con flores ¿Cuáles son sus características?

-¿Qué papel juega un sistema vascular completo en las angiospermas?

Dibuje una flor con sus partes.

64

1. LAS PLANTAS ANGIOSPERMAS, FANERÓGAMAS O ESPERMATOFITAS 1.1 Características.

- Son plantas pluricelulares macroscópicas.

- Poseen vasos conductores completos.

- Poseen raíces, tallos, hojas, flores, frutos.

Se calcula que existen en nuestro planeta más de doscientas quince mil especies de plantas con flores verdaderas y vasos conductores, constituyendo así, el mayor grupo de plantas. Las angiospermas son las responsables de la mayor parte de la diversidad de espermatofitas, embriofitas y viridofitas.

Incluyen árboles, arbustos, enredaderas, hierbas y plantas flotantes, en su mayoría autótrofa, efectúan fotosíntesis aunque existen algunas especies parásitas, parciales o totales, como por ejemplo, Monotropa Uniflora.

Presentan distintas adaptaciones a diversos ambientes, se encuentran en bosques tropicales, en los desiertos, en los pantanos de agua dulce y hasta en el agua de los océanos y las cimas congeladas. Es decir que se caracterizan por poseer una enorme diversidad de hábitat y por haber ocupado prácticamente todos los nichos ecológicos posibles.

La mayor parte son autótrofas, pero “la orquídea”, “las pipas indias” de estados Unidos y el “muérdago”, casi no presentan clorofila, por lo que deben llevar una vida parcial o totalmente parasitaria.

Algunas presentan adaptaciones como espinas y zarcillos o llamativas, como son los casos de las plantas atrapa insectos o carnívoras entre ellas la lentibularia, articularia inflata, plantas acuáticas que han desarrollado cámaras, para atraer peces pequeños y crustáceos.

Según los botánicos: una de las causas probables que determinaron su éxito, es el hecho de que son las únicas plantas polinizadas por animales, este método es más eficiente que la polinización por el viento, y las adaptaciones desarrolladas, para tipos específicos de polinizadores, han dado lugar a una enorme variedad de flores.

También se considera la circunstancia de que sus semillas están incluidas en frutos, estructuras con funciones de protección y dispersión.

Los miembros de esta división son la fuente de la mayor parte de los alimentos consumidos por el ser humano, el grueso de la alimentación mundial procede de solo quince especies. Proporcionan muchas materias primas y productos naturales, albergue, ropa, drogas medicinales; además, llenan el mundo de bellos colores y del perfume de sus flores.

1.2 Clasificación.

Las angiospermas o plantas con flores corresponden a una de dos clases principales, magnoliopsida o dicotiledóneas, y liliopsida o Monocotiledónea.

Presentan varias diferencias por la estructura embrionaria, por su raíz, la anatomía de su tallo, la forma de sus flores, tipo de hojas y sus haces vasculares, etc.

Dicotiledóneas: Existen cerca de ciento setenta mil especies que van desde plantas pequeñas no leñosas, como los rosales hasta arbustos y árboles. Sus hojas poseen patrón de venación reticulada sus partes florales, se presentan en múltiplos de cuatro o cinco y el engrosamiento de sus tallos produce tejido leñoso.

Monocotiledónea: Son angiospermas cuya semilla contiene una hoja primaria o cotiledón y el tejido nutritivo que rodea al embrión, endospermo, generalmente está muy desarrollado. Existen aproximadamente cuarenta y cinco mil especies que incluyen las gramíneas y las orquídeas.

65

Sus hojas poseen patrón de venación paralelas, es decir, poseen varias venas principales que van a lo largo de las hojas, además sus partes florales se presentan en numerosos múltiplos de tres. En esta la producción de tejidos leñosos es muy poco común.

1.

2.

3.

4.

Semilla con dos cotiledones.

La raíz suele ser pivotante.

Hojas penninervias o palminervias.

Verticilos florales con cuatro o cinco piezas o múltiplos de estos números.

5. Plantas leñosas o herbáceas. Las plantas vivaces tienen crecimiento en grosor.

6. Por lo general, haces vasculares dispuestos en un anillo que encierra una médula.

7. Caoba, mango, aguacate.

1. Semilla con un cotiledón.

2. Suelen tener raíces fasciculadas.

3. Usualmente tienen hojas alargadas, paralelinervias.

4. Verticilos florales con tres piezas o múltiplos de tres.

5. Herbáceas, más raramente leñosas. Nunca hay crecimiento en grosor.

6. Presentan haces vasculares dispersos o dispuestos en dos o más anillos.

7. Maíz, trigo, banano.

FAMILIAS DE LAS DICOTILEDÓNEAS MÁS IMPORTANTES a) Crucíferas: Comprende plantas generalmente herbáceas, cuya característica distintiva es la disposición en cruz de los cuatro pétalos de sus flores. Poseen seis estambres, dos de los cuáles son más cortos que los demás; su fruto es una silicua. Ejemplo: el alhelí, la col, el nabo, el berro, el rábano, la mostaza, la coliflor, entre otras.

Rábano b) Leguminosas: Generalmente herbáceas, con flores en forma de mariposas de cinco pétalos, frutos típicos llamados vainas o legumbres. Las especies que pertenecen a esta familia son abundantes y satisfacen necesidades alimenticias de importancia. Sus raíces tienen nódulos (nudos) en donde se alojan bacterias que fijan el nitrógeno, por lo que, con su cultivo, los suelos se enriquecen con este elemento. Las leguminosas se emplean en la rotación de cultivos cuando los suelos después de sembrar gramíneas, se han empobrecido por la falta de nitrógeno. Entre ellas tenemos: frijol, chícharo, lenteja, garbanzo, soya, maní, alfalfa, tamarindo y el palo de campeche, del que se extrae la hematoxilina que es un colorante utilizado en laboratorios microbiológicos.

Frijoles

c) Rosáceas: Son vegetales que dan flores pentámeras (5 pétalos) y tiene cinco o numerosos estambres. Sus especies dan frutos de mucha demanda en el mercado y son la base de infinidades de postres.

Entre ellos tenemos: peral, manzano, tejocote, durazno, capulín, cerezo, membrillo, fresa y el rosal que es muy apreciado como planta de ornato y de donde toma su nombre la familia.

66

d) Rubiáceas: Incluye el cafeto planta en forma de arbusto, cultivada en zonas de clima caliente en América, África y Asia. e) Rutáceas: Por lo general son leñosas, cuyas hojas poseen ciertas glándulas que secretan aceites aromáticos, tienen frutos globosos y el líquido que encierran contienen ácido nítrico, por lo que también son conocidas por el nombre de cítricos. Entre ellas tenemos: limonero, naranja, mandarina y toronja, etc. f) Solanáceas: Plantas

con flores pentámeras (5 pétalos), la corola tienen los pétalos soldados y los

estambres se apoyan en el tubo de la corola. Tienen importancia en la alimentación y la industria, por ej. la papa, jitomate, tabaco, berenjena, chile, belladona, petunias, etc. g) Malváceas: Son vegetales herbáceos o leñosos flores pentámeras, los filamentos de los estambres formando un tubo. La planta más importante de esta familia es el algodonero, del que se obtiene fibras para diversos tejidos, así como la semilla de donde se extrae el aceite. Otras malváceas son: la malva, Jamaica, tulipán, rosa china etc. h) Fagáceas: Forman un grupo de plantas con flores unisexuales; es decir flores masculinas y femeninas dispuestas en el mismo pie; por lo que se llaman monoicas. Es la familia más importante

de las

angiospermas en la producción de madera. De varias especies se obtienen nueces, corcho, tanino. Ej. Encino, alcornoque, castaño, roble, etc. i) Compuestas: Comprende ejemplares herbáceos o semi leñosas cuyas flores están acomodadas por centenares en un disco llamado cabezuela; alrededor de este disco, se encuentran aparentes pétalos que no son, sino flores generalmente estériles, las cuales toman el aspecto en conjunto de una sola flor. Ej. El girasol, margarita, lechuga, manzanilla, diente de león, alcachofa, dalia, etc.

67

Entre otras podemos mencionar: FAMILIAS DE LAS MONOCOTILEDÓNEA MÁS IMPORTANTES a)Gramíneas: Son quizás el grupo más importantes de las monocotiledóneas, tienen importancia primordial en la vida de la humanidad puesto que representan la base de la alimentación para el hombre y el ganado. Ej. Cereales, gramas, pastos y praderas. b)Orquidáceas: Son una familia integrada por vegetales herbáceos de caracteres muy diversos, según sean saprófitas o epífitas. Producen flores vistosas muy codiciadas para ornato. Ej. orquídea, vainilla originada de México, tiene importancia económica para algunas regiones. c)Bambúes: leñosas y perennes usados en la fabricación de muebles. d)Cañas: Caña de azúcar. e)Liliáceas: Son vegetales generalmente herbáceas cuyos tallos subterráneos se presentan como bulbos, rizomas o tubérculos; poseen perianto o perigonio de seis piezas y androceo con seis estambres; el pistilo tiene un ovario con seis cavidades y un óvulo en cada uno. Ej. cebolla, ajo, zarza parrilla, espárrago, yuca azucena etc. f)Palmáceas: Tiene un largo tallo estípite, sin ramificaciones que termina en un penacho de hojas. Las costas de zonas tropicales lucen cocoteros, palmas reales; en lugares templados y fríos, crecen los datileros. g)Amarilidáceas: Tienen hojas lineares, sésiles, distribuidas en rosetas alrededor del tallo; en casi todos los casos, sus flores tienen un perianto de seis piezas y el androceo de seis estambres. Varios de sus ejemplares maguey, henequén y algunas plantas de ornato, como el nardo y los narcisos.

son típicos de México. Ej.

Entre otras podemos mencionar:

68

ACTIVIDADES: 1.

Complete el cuadro sinóptico de las plantas angiospermas.

Plantas Angiospermas

Carácterísticas

Clasificación

2. Establece diferencias entre las familias de las monocotiledónea y dicotiledóneas:

Aspectos/Familias

Monocotiledóneas

Dicotiledóneas

Características

Importancia

Ejemplos

3.

Elabore en su cuaderno un collage, acerca de las familias que conforman las Monocotiledóneas y dicotiledóneas.

4.

Investigue los beneficios que las plantas vasculares proporcionan a los animales.

69

2. ASPECTOS FISIOLÓGICOS 2.1 Transporte vascular del agua La mayor parte de las plantas existentes en la actualidad pertenecen al grupo de las llamadas vasculares.

Dichas plantas pueden alcanzar grandes tamaños y adaptarse en zonas poco húmedas.

En gran medida, estas características se deben a un sistema vascular de transporte de agua y nutrientes, mismo que les confiere su nombre.

Ciertos árboles alcanzan tallas que superan los 100 m, y sus raíces pueden extraer agua del suelo y hacerla llegar hasta las ramas más altas. Cuando pensamos en este hecho, nos percatamos de la enorme capacidad de estos vegetales, que elevan más de 100m, de manera continua, una columna de agua. ¿Qué mecanismos fisiológicos lograran que el agua ascienda hasta las últimas hojas de una planta venciendo la gravedad?

2.2 Transporte de agua en las plantas vasculares Para describir el transporte del agua que se efectúa de la raíz a las hojas en las plantas vasculares, es necesario definir primero ciertas propiedades generales de los líquidos, así como algunos fenómenos físicos y fuerzas que intervienen en este proceso: •

Cohesión: Se conoce como cohesión la fuerza de atracción entre las moléculas de un líquido; esta fuerza las mantiene unidas unas a otras, y ocasionan que un líquido adopte una forma esférica al caer libremente en el espacio, como lo hacen, por ejemplo, las gotas de lluvia. La forma esférica se debe a que cada molécula del líquido atrae a las que le rodean. En el caso del agua, esta cohesión es particularmente fuerte, debido a un fenómeno fisicoquímico conocido como formación de puentes de hidrógenos.

•

Adherencia: Es la atracción que ejercen las moléculas de un sólido sobre las de un líquido.

•

Capilaridad: En este fenómeno intervienen la cohesión de las moléculas de un líquido y su adherencia a las paredes de un tubo capilar, o sea, un tubo muy estrecho (capillus, en latín significa cabello).

En la capilaridad, el agua se adhiere y sube por las paredes del tubo, atraída por la superficie de éste; la cohesión de las moléculas de agua hace que las adheridas a la pared “jalen” a sus vecinas, de manera que el líquido asciende por la luz del capilar.

•

Capilaridad

Ósmosis: Cuando existen dos soluciones diferentes en cuanto a concentración, separadas por una membrana permeable, el paso o flujo del solvente (en este caso agua) será siempre hacia donde se encuentre la mayor concentración de soluto. Este flujo se denomina ósmosis.

Succión: Es posible elevar un líquido a través de un tubo por succión.

Cuando succionas por medio de una pajilla sumergida en agua, estás crean un vacío en el interior del tubo. La presión atmosférica circundante empuja el agua y ésta sube por el tubo.

Este fenómeno no lleva agua más allá de los 11m de altura, aunque se logre crear un vacío absoluto en el interior del tubo; lo anterior obedece a que la presión atmosférica, incluso a nivel del mar, sólo logra empujar o sostener el peso de una columna de agua a esa altura.

•

70

Todas las fuerzas y fenómenos descritos se combinan para llevar el agua desde las raíces hasta las ramas más altas de las plantas vasculares. Los pelos absorbentes de la raíz toman agua del suelo por ósmosis. Este líquido asciende por capilaridad a través de vasos leñosos y traqueados, formando una columna continua sin burbujas de aire u otras interrupciones.

Al mismo tiempo, la transpiración de las hojas de la planta crea un vacío en la parte superior del sistema vascular que succiona y hace ascender la columna de agua, la cual muestra gran adhesión a las paredes de los vasos.

2.3 FORMAS DE REPRODUCCIÓN Por medio de la reproducción se consigue la perpetuación de las características biológicas de las plantas, trasmitiéndola a la descendencia. Los vegetales producen tipos especiales de células que son capaces de crecer independientemente o dependientemente (esporas), o fusionarse con otras células (gametos), originando un nuevo individuo. En las plantas la reproducción puede ser sexual, asexual o vegetativa.

Una antigua forma de clasificar las plantas terrestres consiste en dividirlas en criptógamas y fanerógamas.

Las criptógamas comprenden vegetales cuyos órganos reproductores no son fácilmente visibles, por no estar en inflorescencia. No presentan, por tanto, flor, fruto ni semilla.

Su reproducción se efectúa por medio de esporas. Incluyen plantas vasculares y no vasculares.

Las fanerógamas (o espermatofitas), por el contrario, agrupan a todos los vegetales que presentan flor, fruto y semilla. Todas las fanerógamas son plantas vasculares. La flor representa los órganos sexuales de estos vegetales, que se reproducen por semillas.

2.4 REPRODUCCIÓN ASEXUAL O VEGETATIVA Generalmente algunas plantas se reproducen asexualmente por medio de órganos especiales (raíces, tallos y hojas); condición que muchas veces aprovecha el agricultor para obtener nuevas plantas con las características que desea. Además es un proceso de reproducción más rápido que si fuera por semilla.

Este tipo de reproducción asexual se utiliza cultivo.

ampliamente en la obtención de plantas ornamentales y de

La reproducción vegetativa puede ser natural o artificial Reproducción vegetativa natural Esta forma de reproducción donde se obtienen nuevas plantas a partir de las “yemas” u “ojos” de los tallos de otras plantas, comprende modalidades como: -

Rizomas: Son tallos horizontales subterráneos. Si tomamos un rizoma y lo tapamos con tierra en pocos días tendremos una nueva planta. Ej. el jengibre.

Tubérculos: Son tallos subterráneos engrosados provistos de yemas u ojos que sirven también como un medio de reproducción. Solamente basta cubrir con tierra estos tubérculos para lograr nuevas plantas.

Ej. el ñame y la papa son cultivos que se obtienen por este método.

Estolones: Son tallos horizontales que crecen en la superficie del suelo y en sus yemas aparecen nuevas plantas. La mala hierba se reproduce por estolones.

71

-

Estacas: Consiste en una rama con yemas que, puesta en tierra origina raíces por las yemas subterráneas, ramas y hojas, por las yemas aéreas. Pueden ser de tallos subterráneos y aéreos: tubérculos y bulbos. Cuando el tallo que se utiliza es leñoso se llama “plantón” (ej. higo) y cuando es herbáceo “esqueje” (ej. el geranio).

-

Bulbos: Son tallos subterráneos rodeados de muchas escamas (hojas modificadas) y numerosas yemas. Al sembrarlo, las yemas comienzan a crecer originando nuevas plantas. La cebolla se obtienen por medio de bulbos.

Métodos de reproducción asexual usadas por el hombre  Estaca: Si sembramos un corte de un tronco del tallo aéreo donde aparecen yemas, se desarrollan raíces y hojas para dar una nueva planta este procedimiento es muy usado para el cultivo de la yuca y la caña. 

Acodo: Consiste en introducir en tierras una rama sin separarla de la planta madre, dejando al aire el extremo libre. Se fundamenta en que una yema puesta en tierra da raíces y una raíz al aire da yemas. El acodo en consecuencia puede ser de rama cuando se entierra una rama, y de raíz cuando se descubre y pone al aire una raíz. Por acodo se reproduce la vid, el laurel, el rosal etc.



Injerto: Consiste en poner en contacto íntimo dos plantas o un trozo de una planta con otra de modo que lleguen a soldarse y formen un solo individuo.

El soporte del injerto es el “patrón”; el trozo de planta que se suelda es el “injerto” o “vástago”. Solo admiten injertos las plantas dicotiledóneas. Y deben ser plantas pertenecientes a variedades de la misma especie o especies próximas.

Hay varias clases de injertos: de aproximación, de púa, por cuña, por yema y por escudete.

2.5 REPRODUCCIÓN SEXUAL En la reproducción sexual, existe un apareamiento de células, o individuos unicelulares hasta fundir su protoplasma y finalmente sus núcleos.

Al hacer referencias al eje floral o receptáculo, hablamos de dos tipos de verticilos, vinculados a la estructura Actividad: - Investigue ¿Cómo se reproducen las papas y bananos?

- Explique los siguientes términos:

masculina y femenina de la flor, nos referimos al androceo y el gineceo respectivamente. En el androceo, este agrupa varios estambres,

* Estolón

los

órganos

reproductores

masculinos

* Rizoma

formados por el filamento y la antera que es donde se producen los gametofitos, una generación de células haploides que dará

lugar a los gametos o células sexuales masculinas (el grano de polen).

El gineceo, es el pistilo que está formado por el estigma, estilo, ovario, este último producirá la célula sexual femenina o gameto femenino llamado óvulo, una generación de células haploides.

El proceso de reproducción sexual se refiere a la unión de gametos masculinos y gametos femeninos, cada una de ellas son su dotación cromosómica correspondiente (son haploides) para formar el cigoto, pero el grano de polen debe ser trasportado de los sacos polínicos de las anteras al órgano receptor femenino donde se encuentra el gametofito femenino (óvulo) para la germinación.

72

ACTIVIDADES: 1. Complete el esquema, acerca del transporte de agua, de la raíz a las hojas en las plantas vasculares.

2. Describe analíticamente el proceso de trasporte de agua en las plantas vasculares.

3. Establece la diferencia entre reproducción sexual y asexual.

4. Valore la importancia de la reproducción vegetativa y la propagación artificial.

73

3. LA FLOR 3.1 ESTRUCTURA La flor es una estructura formada por cuatro verticilos o círculos florales concéntricos.

La parte más externa la constituye el cáliz o verticilo exterior, representado por los sépalos: hojas modificadas y generalmente verdes, que, sobre todo en la etapa de botón, protegen a la flor.

El segundo verticilo floral: Es la corola, formada por pétalos, generalmente de vivos colores.

Su principal función es atraer a los insectos para que efectúen la polinización.

Estructura de una flor completa

El tercer verticilo lo constituye el androceo u órgano sexual masculino, representado por un conjunto de estambres. Los estambres son estructuras alargadas con dos partes diferentes: filamento y antera. El filamento es un tallo delgado y largo de polen, los cuales se forman en su interior. El polen contiene, a su vez, los gametos masculinos o anterozoides. Al alcanzar la madurez sexual, la antera se abre y permite la salida de los granos de polen.

El cuarto verticilo floral, es el gineceo colocado en la parte central de la flor, órgano sexual femenino; está formado por piezas unidas entre sí, denominadas carpelos, y está constituido por: ovario, estilo y estigma.

El ovario es una cámara o receptáculo ensanchado que contiene los óvulos adheridos a sus paredes interiores. El óvulo, a su vez protege a la oosfera o gameto femenino. La cámara del ovario se abre hacia una prolongación tubular, llamada estilo, que continúa hacia la parte superior o estigma, cuya función es retener los granos de polen durante la fecundación.

Las flores, según cada especie de planta, pueden ser sólo masculinas, sin gineceo; sólo femeninas, sin estambres, o bien, poseer ambas estructuras y ser hermafroditas.

3.2 AGENTES POLINIZADORES Polinización: Llamamos polinización al transporte del polen desde los estambres u órganos sexuales masculinos hasta el estigma de los órganos femeninos.

La polinización implica usualmente el transportar polen a grandes distancias, porque, aun cuando las flores sean hermafroditas, es raro que se auto fecunden; esto se debe a que, por lo general, la maduración de los gametos masculinos no ocurre al mismo tiempo que la de los óvulos dentro de la flor.

Agentes polinizadores: Los principales agentes polinizadores o transportadores del polen son el viento, los insectos (abejas y mariposas), las aves como el colibrí y el agua.

Ciclo vital de una planta angiosperma

74

Regularmente las flores polinizadas por el viento son inconspicuas, en tanto que las polinizadas por insectos poseen colores muy vistosos y aromas fragantes, con el fin de atraerlos.

Estos insectos, al introducirse en las distintas flores para librar el néctar del cual se alimentan, transportan el polen de unas flores a otras, adherido a sus patas y al resto de cuerpo.

Germinación del polen: El estigma del ovario secreta un líquido pegajoso, el cual posibilita que los granos de polen se unan a él. El polen, depositado en condiciones apropiadas, germina y desarrolla un tubo polínico; éste, tras penetrar en el estigma y el estilo, llega al ovario, llevando al óvulo dos gametos masculinos. Unos penetran y fecundan la oosfera o gameto femenino; el otro inicia la formación de tejido que servirá como reserva nutritiva para la semilla, llamado endospermo.

Cada óvulo fecundado se transformará en una semilla, y todo el ovario se convertirá en el fruto que las envuelve.

Fecundación del óvulo: Para que exista la fecundación, uno de los anterozoides o gametos masculinos, presentes en el polen, deberá llegar hasta el óvulo y unirse a la oosfera o gameto femenino. Tanto el gameto masculino como el femenino son haploides, es decir, poseen únicamente la mitad de su dotación normal de cromosomas, de manera que en el nuevo producto de la fecundación o unión de ambos se restablece el número normal de cromosomas para la especie.

1. Explique: -¿Qué importancia tienen los frutos en la vida del ser humano?

-¿Cuál es la importancia que tiene la dispersión de las semillas? ¿Cómo se dispersan?

-¿Cómo valorarías la participación del ser humano en la dispersión de la semilla?

-¿Qué relación encuentras entre la semilla y el fruto?

2. Realice una lista de 10 frutos carnosos y secos que ingieras. Anote los frutos que puedes encontrar en el colegio.

3. Dibuje un fruto y una semilla con sus partes.

Redacte un poema inspirándose en la flor.

75

4. EL FRUTO Y LA SE MILLA 4.1 El fruto Después de la fecundación y al mismo tiempo que el óvulo se

transforma

en

semilla,

el

ovario

también

se

transformará en fruto. A medida que éstos alcanzan su estado

de maduración, los demás verticilos florales

(sépalos, pétalos y estambres) se marchitan y caen. Las paredes del ovario engrosan acumulando sustancias nutritivas (principalmente azúcares y grasas) y en otras ocasiones se reducen y endurecen. En el primer caso tenemos los llamados frutos carnosos y en el segundo caso, los frutos secos. Las paredes del ovario que han sufrido estas transformaciones forman el pericarpio.

El fruto está constituido de tres capas:

-Epicarpio, la parte externa del fruto, lo que llamamos cáscara.

-Mesocarpio, corresponde a la parte carnosa azucarada.

-Endocarpio, que es la parte más interna del fruto; es una envoltura leñosa y resistente que protege a la semilla.

Los frutos se pueden clasificar en base a diversos criterios: SIMPLES Carnosos Con semillas protegidas por una pulpa jugosa, con abundante sustancias nutritivas.

Secos Son los que tienen una cubierta seca para proteger la semilla.

Dehiscentes Ej. Drupa (cereza) Baya (tomate) Pomo (manzana) Pepónide (melón)

Frutos que se abren espontáneamente para saltar la semilla.

Ej. Fríjol Lechuga Amapola Higuera

COMPUESTOS

INFRUTESCENCIA

Estos se desarrollan del ovario, que se vuelve quebradizo y alberga la semilla. El receptáculo se convierte en la parte comestible del fruto.

Fruto desarrollado del receptáculo y del extremo del tallo de la flor.

Eterio (fresa) Manzana Membrillo Pera

Siconio (higo)

Indehiscentes Frutos que no se abren y tienen que podrirse para liberarla semilla.

Ej. Cariópside (trigo, maíz) Aquenio (bellota)

76

4.2 Dispersión de los frutos y semillas La función de las semillas es producir una nueva planta. Es muy conveniente para la planta madre que las nuevas plantas se desarrollen lejos de ella, para no hacer la competencia a la hora de absorber las sales minerales del suelo, y que se extiendan en otras áreas de terreno donde encuentren condiciones favorables (agua, luz solar, minerales) para desarrollarse con éxito.

Los medios de dispersión de los frutos y semillas son muy variados; los principales son: • • •

El aire, que traslada los frutos y semillas pequeños y livianos que poseen formaciones especiales como pelo, alas membranosas, etc. Estas estructuras las podemos apreciar en los pinos, el diente de león, cardos, sauces, etc. (dispersión anemócora).

El agua, que arrastra los frutos y semillas capaces de flotar; por ejemplo, los cocoteros (dispersión hidrócora).

Los animales, principalmente las aves que llevan las semillas a lugares distantes, ya que éstas se adhieren fácilmente a las plumas. En el caso de los frutos carnosos, son comidos por los animales y sus semillas no digeribles son expulsadas en los excrementos lejos de su origen; éstos les sirven, además de abono para comenzar su desarrollo (dispersión zoocara).

Muchas semillas de frutos comestibles se distribuyen después que la parte carnosa del fruto se ha consumido y las semillas caen. En otros casos ciertas semillas de cubierta dura, no son digeribles, son eliminadas con las heces fecales de los animales que comieron los frutos, y se desarrollan en nuevas plantas a gran distancia del lugar donde proceden.

Los pájaros son muy importantes en este tipo de dispersión. Hay también semillas pegajosas, como el muérdago, que se adhiere al pico y a las patas de las aves.

El ser humano es el agente más importante en la dispersión de las semillas de especies útiles para la agricultura, contribuyendo a la diseminación artificial.

4.3 Importancia biológica y económica de los frutos La función biológica principal de los frutos es proteger a las semillas y ayudar a su diseminación.

Los frutos son de gran utilidad en la alimentación por el gran contenido de azúcares y vitaminas que poseen, como el limón rico en vitamina C y en la industria, en la fabricación de aceites y vinos como los obtenidos a partir de aceitunas y uvas.

4.4 Estructura de la semilla La semilla es el óvulo maduro de la planta antes de la germinación y es el principal órgano reproductivo de la gran mayoría de las plantas superiores terrestre y acuática.

La semilla se define como el óvulo fecundado, transformado y maduro que tiene como función reproducir y determinar la perpetuidad de la especie.

Es una estructura compleja; contiene no sólo el embrión multicelulado de una planta, sino también los tejidos de reserva necesarios para su desarrollo y transformación en una nueva planta, una vez iniciada la germinación.

77

Se ejemplifican aquí las partes de una semilla, como se observan en el fríjol. La semilla está recubierta por un tegumento duro y lustroso que la protege. Al remover esta capa se observan dos hemisferios de color crema, los cotiledones, donde se encuentran el endospermo y las sustancias de reserva. Al separar los cotiledones, se aprecia el embrión de la planta. El embrión consta de dos partes: el epicótilo, formado por unas hojitas rudimentarias y el tallo, y el hipocótilo, que da lugar a la raíz.

Se llama germinación al proceso por el que se reanuda el crecimiento embrionario después de la fase de descanso. Este fenómeno no se desencadena hasta que la semilla no ha sido transportada hasta un medio favorable por alguno de los agentes de dispersión. Las condiciones determinantes del medio son: aporte suficiente de agua y oxígeno, temperatura apropiada. Cada especie prefiere para germinar una temperatura determinada en general, las condiciones extremas de frío o calor no favorecen la germinación; algunas semillas necesitan un tiempo determinado de exposición a la luz para iniciar la germinación.

Esta desempeña una función fundamental en la renovación, persistencia y dispersión de las poblaciones de plantas, la regeneración de los bosques y la sucesión ecológica.

El proceso de la germinación de una nueva planta lo podemos observar en el siguiente esquema:

En la germinación el embrión se hincha, y la cubierta de la semilla se rompe.

Los cotiledones podrán permanecer en la planta durante varias semanas y algunas veces, se convierten en órganos verdes manufactureros de alimento a la manera de plantas o bien se marchitan y cae poco después de la germinación cuando sus reservas de alimento están almacenadas.

La semilla que posee los dos cotiledones permanecen en el suelo o serán llevados al aire por el crecimiento hacia arriba de la parte superior del hipocótilo.

La radícula de la planta, en la punta del hipocótilo, es la primera parte del embrión que emerge o que sale de la cubierta seminal.

Al fijarse esta raíz primaria al suelo, el epicótilo, emerge y empieza a desarrollarse en el joven vástago de la planta.

78

4.5 Clases de semillas 

Epígeas: Cuando al desarrollarse, el tallo embrionario se desenvuelve activamente, llevando consigo los cotiledones que se guardan adheridos a él.



Hipogeas: Conservan sus cotiledones en el suelo.

4.6 Importancia biológica y económica de las semillas Las semillas tienen gran importancia biológica, pues cada grano básico como el maíz, el arroz, el trigo, el sorgo, los frijoles, etc., son la principal fuente de alimentación de los seres humanos; también los animales se alimentan de diversos granos.

Muchas semillas almacenan aceite, por lo que son industrializadas para extraerles ese aceite que servirá para la alimentación; ejemplo de estas son las semillas de girasol, maní, coco, maíz, etc.

Al crecer, las semillas dan origen a las plantas que también son importantes ya que enriquecen la tierra al proveer fuentes de alimento, nos proveen madera, sombra, oxígeno, papel, etc.

Muchas especies de plantas poseen semillas de valor comercial e industrial por sus propiedades estimulantes (el cacao y el café); el marañón, el algodón (de la cubierta de la semilla se obtiene fibras para la confección de telas), etc.

Otras poseen propiedades medicinales, como la semilla del árbol de Nim se obtiene insecticidas biológicos.

79

5. Plantas angiospermas que se cultivan en Nicaragua

El cafeto: es un arbusto que alcanza una altura de 2 a 5 metros, produce frutos a los cuatro o cinco años, pero no es hasta pasados los diez años que se puede considerar buena su producción económica. Es cultivado en todos los países tropicales y debido a que sus semillas se aprovechan para hacer la bebida amarga, aromática y estimulante, llamada café.

El cultivo de café es generador de divisas como principal producto de exportación, además de proporcionar fuentes de trabajo para numerosas familias. Son zonas cafetaleras: Matagalpa, Jinotega, Carazo, Madriz, Nueva Segovia, etc.

El frijol: es una planta herbácea anual. Es uno de los granos básicos de nuestra alimentación por su alto valor nutritivo, ya que sus semillas son ricas en proteínas y minerales. En nuestro país se encuentran variedades criollas y mejoradas, de buena adaptación a las condiciones del clima. Entre las variedades criollas que se han adaptado a ciertas zonas tenemos: • • •

Frijol dulce, se conoce como fríjol blanco; se cultiva mejor en zonas bajas; se cosecha a los 58 – 62 días.

Frijol cuarenteño, crece en forma de arbusto y como planta rastrera, el grano es de color rojo oscuro y se cosecha a los 63 días.

Frijol bayo, crece en forma de arbusto; se cosecha a los 65 días.

Entre las variedades mejoradas existen de color rojo y negro; uno de los más conocidos es el fríjol Honduras 46; es de color rojo claro y se cosecha entre 64 - 70 días. Generalmente este cultivo se siembra en los meses de mayo y junio (siembra de primera) y en los meses de agosto y septiembre (siembra de segunda o postrera).

El maíz: el cultivo del maíz tiene importancia especial, dado que este cereal constituye la base de la alimentación de los nicaragüenses y de otros países de América. El cultivo del maíz es de régimen anual.

Existen diferentes variedades criollas, que se cosechan entre 85 - 125 días. Las variedades híbridas se distinguen por su alta capacidad de rendimiento y resistencia a las enfermedades.

El maíz es una buena fuente de almidón, pero su contenido de proteínas es más bajo que el de otros cereales.

Entre las clases de maíz, el amarillo es el más nutritivo por su alto contenido de vitaminas B. El maíz tiene también importancia en la alimentación animal, tanto por su forraje como por sus granos enteros, molidos o quebrados, que son sumamente nutritivos. También en la industria se procesa para la obtención de aceite, jabón, emulsiones, etc.

El maíz pertenece a la familia de las gramíneas, con un tallo leñoso y cilíndrico con un promedio de 16 nudos.

Sus hojas alargadas son de color verde, raíces fibrosas y las flores en espiga.

Cada planta tiene de una a tres mazorcas, según la variedad y condiciones ambientales.

El algodón: durante mucho tiempo fue el primer producto de exportación, el área de cultivo se incrementó hasta alcanzar 230 mil manzanas hace 30 años. Luego la producción comenzó a declinar, hasta casi desaparecer, debido a la caída del precio internacional, bajo rendimiento por manzana, inviernos irregulares, alto costo e insumos, incremento de plaga, falta de control integrado, etc.

80

Transcurrido un cuarto de siglo la explotación algodonera comenzó a manifestar serios problemas ecológicos, tales como erosión de suelos, contaminación de aguas superficiales y subterráneas, plagas muy resistentes, usos de insecticidas más tóxicos a la salud humana y fauna.

El cultivo conllevó además una extensa deforestación en occidente y arrastre de suelos por las tolvaneras. A su vez, el calentamiento excesivo del terreno sin cobertura vegetal, irradió más calor, disipó la humedad atmosférica, alejó las lluvias y alteró el clima en las llanuras de León y Chinandega tornándolas más cálidas y secas.

Aunque llegó a ser el cultivo más rentable en los años 60 y motor principal de la economía nacional, a su vez resultó el más dañino para la ecología y sus consecuencias están hoy a la vista.

Musáceas: comprenden el banano y el plátano principalmente, con una planta herbácea que alcanza una altura de promedio de 3 metros. Requiere abundante agua, ya que su tallo está constituido por agua y debe cultivarse en regiones donde las lluvias son frecuentes. Esta planta es muy susceptible a los efectos del viento, que puede dañar las hojas y los frutos.

El plátano: forma parte de la dieta diaria de los nicaragüenses y además es un producto de exportación del que se obtienen divisas. Se cultiva en todas las regiones del país pero principalmente en Masaya, Carazo, Rivas, Nueva Guinea, Chontales, Jinotega, Chinandega y Matagalpa.

Otros cultivos de gran importancia económica para Nicaragua: Ajonjolí, La caña de azúcar, El Tabaco.

Nicaragua también ha abierto nuevos rubros de exportación con otros tantos productos, contando entre ellos: el chile, jengibre, maní, palma africana, etc. También se están desarrollando frutales, especialmente cítricos, hortalizas, mangos, melones, pitahayas, granadillas, piñas, cocos, etc., cultivos que se incrementan para diversificar la producción agrícola.

ACTIVIDADES: 1. Elije una clase de semilla que tenga importancia económica e investiga el proceso de industrialización y preséntalo a tus compañeros.

2. Coloque un trozo de tallo de planta herbácea Rosa china, en un recipiente con agua teñida de anilina roja.

Déjelo reposar por un día. ¿Qué sucedió con el líquido? ¿Cómo se han conducido los líquidos desde la raíz hasta las hojas?

3. Investigue el nombre de los tipos de polinización ocasionados por el viento, aire, insectos, animales y el ser humano.

4. Realice un dibujo de una planta, señale y demuestre en ella la conducción de la savia bruta y elaborada.

5. Coleccione frutos y semillas de diferentes tipos según su clasificación y elabore un álbum con ellos.

6. Complete el cuadro de cultivos en Nicaragua y comparte la información con sus compañeros: Cultivos/Aspectos Características Importancia económica Dibujo-imagen Cítricos Hortalizas Mangos Melones Pitahayas Granadillas Piñas Consulte los siguientes sitios web para buscar información sobre: Plantas Angiospermas a. http://www.juntadeandalucia.es/averroes/concurso2004/ver/09/ b. http://portal.huascaran.edu.pe/Docentes/xtras/swf/frutos/los%20frutos.swf c. http://www.educadormarista.com/PQEDISON/plantas.swf

81

6. ANIMALES VERTEBRADOS (Aves y Mamíferos) 6.1 LAS AVES Analice, según la imagen que observa:  ¿Cuáles son las características que presentan las aves?  ¿Qué importancia tienen las aves para el desarrollo de nuestro país?  ¿Por qué crees que las aves se adaptan al medio?  ¿Qué tipo de aves encuentras en tu comunidad y escuela?

6.1.1 Características generales Los pájaros, que constituyen la clase aves, tienen muchas adaptaciones para el vuelo, como plumas, alas, huesos huecos y ligeros, que contienen en su interior espacios llenos de aire, para reducir el peso del cuerpo. Viven en muchos ambientes y se alimentan de gran variedad de alimentos: semillas, frutos, gusano, moluscos, insectos, etc. Tienen muy desarrollados la voz y se comunican con llamadas sencillas o cantos que indican algún peligro, agrupamiento de padres e hijos o en busca de alimentación.

Las aves son animales vertebrados con alas, pico córneo y la piel recubierta de plumas. Se reproducen por huevos (son ovíparos) y tienen la sangre caliente (homeotermos). Son los vertebrados más vistosos y atractivos por los vivaces colores de sus plumajes y los sonidos que emiten sus gargantas.

Las extremidades anteriores de las aves están transformadas en alas, mientras que las extremidades posteriores acaban en uñas, a veces con espolones. El dedo quinto falta siempre y generalmente es el pulgar el que se encuentra dirigido hacia atrás. El pie presenta transformaciones, dependiendo de la forma de vida del ave; así en las acuáticas los dedos se unen mediante una membrana interdigital que facilita la natación. Otra estructura característica es el pico, formado por dos vainas córneas y de aspecto diferente según el tipo de alimentación. En la base de la pieza superior suele aparecer un área más blanda, llamada cera, que rodea los orificios nasales.

En la cavidad bucal no hay dientes, pero sí una lengua móvil, carnosa o con un revestimiento córneo. El sentido de la vista muy desarrollado. Los ojos laterales independientes uno del otro, les proporcionan mayor ángulo de visión. Están protegidos por párpados superiores, inferiores y una membrana nictitante transparente. Sólo en una pequeña parte, los dos ojos ven al mismo tiempo. El oído, sólo en algunas ocasiones, presenta un pabellón externo muy rudimentario.

Aunque la gran mayoría de las aves se caracterizan por volar, existen aves no voladoras, las ratites, que no tienen esa habilidad. Las aves tienen el cuerpo cubierto de plumas, cuya función es proteger al ave de las variaciones térmicas del medio externo. Hay varios tipos de plumas: las timoneras en la cola, las remeras en las alas, las coberteras en el dorso y el plumón en la parte vertebral. Además de protegerse del calor y del agua, las plumas les sirven a las aves para llamar la atención de su pareja y para mantenerse en equilibrio cuando están en el suelo.

El esqueleto de las aves guarda bastantes similitudes con el de los mamíferos, a pesar de la modificación de los miembros anteriores y tiene una estructura muy liviana. La única diferencia reside en los huesos de la muñeca y los dedos, que aparecen muy atrofiados.

Investigue y represente de qué forma las aves se han adaptado al medio.

82

Morfología de un ave doméstica: La gallina

Su estructura externa está dividida en tres regiones:  La cabeza diferenciada, prolongada hacia el frente en un pico puntiagudo córneo: en la base del pico existen dos aberturas oblicuas llamadas Narinas, dos ojos grandes laterales con párpado superior e inferior y un tercer párpado desarrollado llamado “Membrana nictitante”. Debajo y detrás de cada ojo se encuentra la abertura auditiva externa que conduce a la cavidad timpánica. En la parte superior de la cabeza existe una cresta carnosa y media y barbas laterales.  El cuello es largo, flexible y une la cabeza al tronco.  Tronco robusto y fusiforme, dos extremidades anteriores “las alas”, que pueden estar plegadas al cuerpo o extendidas durante el vuelo, provista de largas plumas remeras: dos extremidades posteriores “las patas” con segmento superior musculoso y la parte inferior muy delgada llamada “caña” y provistas de escamas córneas y espolones (pollo, faisán y otros). Cada dedo con uña (garra) córnea.

En el extremo posterior del cuerpo o tronco está situado en el curpio donde se insertan las plumas largas llamada timoneras o directrices en forma de abanico y forman la cola y también se localiza la glándula del aceite que secreta una sustancia oleosa que el ave se unta en las plumas o el pico, y evita que este último se vuelva quebradizo, ésta se localiza en el cuerpo y debajo del mismo se localiza el ano.

Cubierta del cuerpo: piel blanda y flexible, adherida a los músculos que cubre, carece de glándulas mucosas (con excepción de la glándula del aceite- curpio).

83

6.1.2 Anatomía interna de las aves: La gallina El esqueleto de las aves está adaptado al vuelo. Es muy ligero, puesto que los huesos son huecos. El esternón o quilla está muy desarrollado, ya que sirve de apoyo a los músculos que intervienen en el vuelo.

El tubo digestivo de las aves consta de esófago, buche, estómago glandular, estómago muscular o molleja, intestino y recto. El buche sirve para almacenar alimento, y segrega un líquido lechoso para alimentar a las crías. La molleja tritura el alimento.

El recto desemboca en la cloaca, la cavidad en la que también desemboca el orificio excretor y reproductor.

El aparato respiratorio tiene como característica relevante la presencia de sacos aéreos, situados entre los músculos y en el interior de algunos huesos. Los sacos aéreos son una reserva de aire que las aves utilizan en el momento del vuelo.

La circulación de las aves es doble y completa por lo que la sangre arterial no se mezcla con la sangre venosa.

El corazón tiene dos aurículas y dos ventrículos.

-

El aparato excretor está formado por un par de riñones conectados con la cloaca a través de dos uréteres.

-

El sistema nervioso, que está bastante desarrollado, consta de cerebro, cerebelo, lóbulos ópticos, lóbulos olfativos, bulbo raquídeo y medula espinal.

-

El aparato reproductor de los machos está formado por un par de testículos, de los que salen dos espermiductos que desemboca en la cloaca. Solamente los machos de algunas especies presentan órgano copulador. En las hembras existe un solo ovario funcional (el izquierdo), pues el otro está atrofiado, y un oviducto que desemboca en la cloaca.

6.1.3 Reproducción de las aves Las aves tienen reproducción sexual y fecundación interna que se realiza mediante la unión de las cloacas. Muchas aves realizan actividades de galanteo previas al momento de la fecundación, cuyo fin es facilitar el apareamiento.

Los óvulos fecundados, al pasar por el oviducto, se rodean de una sustancia nutritiva (la clara) y de envolturas protectoras (fárfaras y cáscara). El conjunto forma el huevo.

Para el desarrollo embrionario es necesaria la incubación de los huevos en el nido. La incubación las realizan las hembras y en muchas especies también los machos.

Después de la eclosión (rotura del huevo y salida de la cría), las crías de las especies nidífugas (perdices, patos, gallinas, etc.) abandonan el nido mientras que las especies nidícolas (gaviotas, golondrinas, cigüeñas, etc.) permanecen cierto tiempo en el nido y son alimentadas por los padres.

84

6.1.4 Clasificación de las aves Se dividen en dos subclases:

ACTIVIDADES: 1. Investigue: ¿A qué se debe el nombre de guardabarranco?

Describe el aspecto externo del guardabarranco: ¿En qué lugares se encuentra distribuida esta ave?

2. En un mapa de Nicaragua ubica el tipo de ave de cada región.

3. Forme grupos de trabajo e investigue las características, hábitat, ubicación e importancia de los órdenes más comunes del super orden Neornite:  Estruthioniformes: (corredoras) Aves grandes que han perdido la capacidad de volar. Ej. avestruz y ñandú.  Anseriformes: (palmípedas) Aves con pico achatado y membranas interdigitales, para poder desplazarse en el agua. Ej.: Patos y gaviotas.  Ciconiformes: (zancudas) Aves de patas y picos muy largos para agarrar peces en la superficie del agua.

Ej. garzas, flamencos, cigüeñas.  Falconiformes: (rapaces) Aves con pico muy fuerte y encorvado, garras muy fuertes y vista aguda. Ej. águilas y gavilanes.  Columbiformes: (palomas) pequeñas aves de pico corto con abultamientos laterales. Ej. palomas y tórtolas.  Psitaciformes: (prensoras) Tienen el pico corto encorvado, lengua carnosa apta para articular palabras.

Suelen agarrar la comida con las patas. Ej. Loras y pericos.  Paceriformes: (pájaros) Aves muy variadas de pequeño tamaño con siringe bien desarrolladas. Ej. gorriones, ruiseñores, cardenales.

El territorio de Nicaragua alberga más de 700 especies de aves, algunas de ellas consideradas entre las más raras. Muchas aves tienen su hábitat en la zona montañosa nor- central, tales como el quetzal, el águila harpía, además de cenzontles, faisanes, palomas, gavilanes, etc.

85

El quetzal y el águila harpía están en vías de extinción. Otras aves también muy lindas viven esparcidas en todas las zonas, especialmente en las selvas del departamento de Rio San Juan, tales son: loras, lapas chocoyos, colibríes, tucanes, guardabarrancos, urracas, etc., cerca de las aguas, encontramos garzas, gaviotas, patos, gallinas de agua, etc. MARENA mantienen un control para que las más preciosas especies de aves, como los chocoyos, lapas, loros, no sean víctimas de una exportación descontrolada, y cuida también la organización de parques nacionales y refugios de vida silvestre, donde las aves, a la par de otras especies de animales puedan vivir protegidas.

4. Escriba un su cuaderno un párrafo de 8 líneas acerca del fenómeno de Migración de las aves, apóyate en el siguiente grupo de palabras:    

aves migración bandadas temperatura

   

condiciones climáticas países cálidos reproducción zonas

5. Investigue sobre la importancia económica de las aves.

6.2 LOS MAMÍFEROS Recuerde: ¿Cuáles son las características principales de los mamíferos? ¿Qué importancia tienen los mamíferos? ¿Qué mamíferos encuentra en su comunidad y escuela? ¿Qué haría para cuidarlos y preservarlos?

6.2.1 Características generales Los mamíferos son los vertebrados más evolucionados. Se llaman mamíferos por la presencia, en la hembra, de glándulas que segregan leche con la cual se alimentan las crías. Se han adaptado a muchos ambientes para vivir, alimentándose de diferentes formas; son herbívoros, frugívoros, carnívoros y omnívoros.  Cuerpo generalmente cubierto de pelos (escaso en algunos), piel con numerosas glándulas (sebáceas, sudoríparas, olorosas, y mamarias).  Cráneo con dos cóndilos occipitales; cada mitad de la mandíbula inferior está formada por un solo hueso (dentario); oído con tres huesos; región nasal generalmente larga; boca con dientes (raramente ausentes) en alvéolos, en ambas mandíbulas y diferenciados en relación con sus costumbres alimenticias.  La lengua suele ser móvil, ojos con párpados móviles; oídos con pabellón externo carnoso.  Columna vertebral con cinco regiones bien diferenciadas: cervical, torácica, lumbar, sacra y caudal.  Cuatro extremidades los cetáceos y los sirénidos carecen de extremidades traseras; cada pie con cinco o menos dedos y adaptadas distintamente a andar, correr, trepar, excavar, nadar o volar; dedos con uñas córneas, garras o pezuñas, y a menudo cojinetes carnudos.  Corazón formado por cuatro cámaras completamente separadas (dos aurículas y dos ventrículos separados); solo persiste el arco aórtico izquierdo; glóbulos rojos sin núcleos, generalmente discos bicóncavos.  Respiración solo por pulmones; laringe con cuerdas vocales (excepto en las jirafas); un diafragma muscular completo separa los pulmones y el corazón de la cavidad abdominal.  Doce pares de nervios craneales; encéfalo muy desarrollado, tanto el cerebro como el cerebelo grande; el cerebro posee cuerpo calloso desarrollado y un neopalio dilatado.  Son homeotermos, conservan su temperatura corporal constante.  Los machos con órgano copulador (pene); testículos generalmente en un escroto externo en el abdomen; fecundación interna; huevos generalmente diminutos, sin cáscara y retenidos en el útero (oviducto modificado) de la hembra para su desarrollo; membranas embrionarias (amnios, corión, alantoides), presentes; suelen poseer una placenta que fija el embrión al útero para la nutrición, la respiración y la eliminación de los desechos; los individuos jóvenes son alimentados por las hembras mediante la leche que secretan sus glándulas mamarias.  El cuidado paterno está bien desarrollado en este grupo, que comprende más de cinco mil especies.  Viven en todos los hábitat, desde los trópicos hasta las regiones polares y desde los océanos hasta los desiertos más áridos.

86

6.2.2 Evolución de los mamíferos Los mamíferos son vertebrados que descienden de réptiles llamados Terápsidos; aparecieron durante la era secundaria, hace unos doscientos cincuenta millones de años.

Probablemente los primeros mamíferos, de tamaño pequeño, convivieron con los dinosaurios, antes de que estos se extinguieran por causas hasta ahora desconocidas los mamíferos empezaron a predominar. Esto ocurrió en la era terciaria o Cenozoica, conocida como la era de los mamíferos.

Los primeros mamíferos conservaron muchos caracteres de los reptiles, como la reproducción por huevos (ovípara), pero tenían otras características ventajosas como mantener una temperatura constante, cubierto de pelos y un cerebro más complejo.

Al final de la era secundaria, dos ramas de los mamíferos: los metaterios o marsupiales y los euterios o placentarios, se separaron del tronco común. Casi en todas las regiones del mundo los marsupiales fueron desplazados por los mamíferos más evolucionados que son los placentarios.

Solo en el continente australiano, los marsupiales pudieron prosperar y diversificarse, ya que no tuvieron la competencia con los placentarios.

Muchos de las órdenes de los mamíferos se conocen solo por los fósiles. Los restos más antiguos conocidos son de especies pequeñas.

Entre los fósiles encontrados en Norteamérica se encuentran el ungulado arcaico, Uintatherium, que tenía casi el mismo tamaño de los elefantes más grandes que existen y poseían tres pares de protuberancias en la cabeza; el enorme armadillo tortuga, Gliptodonte, que media casi 2.8 metros de largo y tenía una concha arqueada de placas óseas inmóviles y el mastodonte de Europa, Asia y Sudáfrica, que se parece a nuestros elefantes modernos.

6.2.3 Clasificación de los mamíferos Los mamíferos, son grupo formado por unas 4.600 especies, suele dividirse en 21 órdenes y 3 subclases (Prototerios, Metaterios y Euterios). Los Prototerios incluyen el orden Monotremas, en el que se agrupan los mamíferos ovíparos (ponen huevos). Los Metaterios y Euterios paren crías vivas; los primeros engloban el orden Marsupiales, formado por mamíferos caracterizados por presentar una bolsa abdominal donde las crías completan su desarrollo. La subclase Euterios engloba 19 órdenes en los que se incluyen todos los mamíferos placentarios vivíparos, sus crías nacen completamente desarrolladas.

Los mamíferos actuales se clasifican en tres grupos: Monotremas (prototerios) Monotremas, es el nombre aplicado al único grupo de mamíferos que ponen huevos en lugar de procrear crías vivas, está compuesto por los ornitorrincos y equidnas, también llamados hormigueros espinosos. Los monotremas son originarios de Australia, Tasmania y Nueva Guinea.

87

Poseen una dentición reducida y sólo tienen dientes verdaderos durante las primeras fases del desarrollo embrionario. Una característica relevante, es que el embrión tiene una estructura similar al que poseen las aves y los reptiles en el pico, la cual utiliza para romper la cáscara del huevo durante la eclosión.

Las crías recién nacidas están muy indefensas y, en el caso del equidna, son transportadas en una especie de bolsas superficiales situadas en el abdomen de la madre. Aunque poseen glándulas mamarias, los monotremas carecen de pezones para dar de mamar a sus crías; en su lugar, la leche sale de unos poros de los que la cría chupa directamente.

Marsupiales (metaterios) Los marsupiales, pertenecientes al Orden Marsupialia, se ubican en su mayoría en Oceanía. En este Orden encontramos aproximadamente un número cercano a las 300 especies, siendo las más representativas los canguros y koalas. Los marsupiales tienen como característica esencial su forma de reproducción y desarrollo, teniendo una gestación muy corta en comparación con otros mamíferos no marsupiales. El período de gestación más largo es el del canguro gigante gris, de tan solo 38 días.

El breve período de gestación hace que los recién nacidos estén muy poco desarrollados, con piel desnuda, ojos y oídos embrionarios, pero con el olfato, la boca, el sistema digestivo y respiratorio aptos para poder sobrevivir.

En cuanto se produce el nacimiento, las crías se mueven y se arrastran a través del vientre materno en busca de las mamas. Las crías de canguro suben hasta el borde de una bolsa marsupial que posee la madre. Allí se dejan caer y se introducen a ella, fijándose a una de las mamas, de la que se alimentan.

La cría solo empieza a soltarse de la madre a los cuatro meses, pero a la primera señal de peligro salta dentro de la bolsa marsupial, dejándola definitivamente más o menos a los nueve meses de edad.

6.2.4 Mamíferos Placentarios (euterios) Placentarios, es el nombre común con el que se conoce a los mamíferos euterios, que corresponden a los mamíferos típicos superiores. Probablemente comenzaron su diversificación durante el cretácico, a partir de una línea diferenciada de los metaterios. Se caracterizan porque el blastocito, que es el nombre que recibe el embrión de los mamíferos que se implanta en la cavidad del útero, desarrolla una capa exterior de células llamada placenta en cuyo interior se desarrolla el embrión, en íntima unión con la madre, de la que recibe nutrientes directamente durante el desarrollo embrionario, las crías nacen bastante desarrolladas. La placenta tiene la función de proporcionarle a la cría alimento, oxígeno e intercambio sustancias necesarias para su desarrollo y crecimiento, así mismo le permite protegerlo del medio externo: desecación, golpes externos, variaciones de temperatura, etc. Dándole la posibilidad de sobrevivir en un medio seco, agreste y cambiante.

88

Este grupo de mamíferos cubren una amplia gama de ecosistemas y formas de vida, subdividiéndose en varios grupos con categorías de orden: • Dermópteros

• Artiodáctilos

• Tubulidentados

• Perisodáctilos

• Folidotos

• Roedores

• Hiracoideos

• Lagomorfos

• Sirenios

• Insectívoros

• Carnívoros: pinnípedos y fisípedos

• Quirópteros

• Cetáceos

• Endentados

• Proboscídeos

• Primates

Ejemplo:

Adaptación: Presencia de una cubierta pilosa interna con numerosas glándulas cutáneas; el pelo le sirve como aislante del frío y calor para adaptarse a diversos hábitats, desarrollando mecanismos fisiológicos más eficientes y sensitivos dentro del organismo, esto junto con el gran aumento del encéfalo (cerebro y cerebelo) permitió que los mamíferos se convirtieran en organismos ágiles e inteligentes capaces de moverse con destreza; el sistema reproductor (placenta), permite asegurar la sobrevivencia de la cría; desarrollo de los sentidos, capacita a los mamíferos para recibir información del medio; la posición de extremidades son eficientes para el movimiento del cuerpo.

ACTIVIDADES: 1. Elabore un cuadro comparativo acerca de las diferencias que se presentan entre las clases de mamíferos mencionadas.

2. Conteste: ¿Cuál es la característica primordial de los mamíferos placentarios? ¿Qué papel juega la madre en los mamíferos placentarios? ¿Por qué los mamíferos placentarios son los más desarrollados y abundantes en el medio?

3. Valore la importancia de los mamíferos placentarios.

4. Construye un collage acerca de los mamíferos placentarios de Nicaragua.

89

6.2.5 Medidas preventivas para la protección de los mamíferos Entidad estatal - MARENA      

Establece períodos anuales de caza.

Control de caza y pesca.

Decretos legales.

Estudios biológicos de algunas especies.

Creación de zonas de refugio.

Campañas educativas en pro de la no comercialización de especies mamíferas en peligro de extinción.

Actividades: 1. Forme grupos de trabajo para establecer un debate acerca de las aves y mamíferos: - Especies en peligro de extinción en Nicaragua.

- Ubicación de las especies.

- Zonas de refugio.

- Medidas de prevención como educando.

- Aprovechamiento racional de la fauna nicaragüense.

2. Construye un álbum de las aves y mamíferos que se encuentran en Nicaragua.

6.2.6 La biotecnología en el desarrollo de nuevas especies en Nicaragua.

1. Investigue sobre las iniciativas de investigación acerca de la biotecnología y su relación con el desarrollo sostenible en Nicaragua.

2. Prepare algunas interrogantes, posiciones y líneas de discusión para su exposición en clase.

II EL AMBIENTE EN QUE VIVIMOS Actividades: a) Realice un comentario acerca del ambiente en que vive: escuela, casa, comunidad. b) ¿Qué acciones concretas implementa para preservar el medio ambiente en que vive? c)

¿Qué podría decir de la imagen que aparece en el recuadro?

d)

¿De qué forma relacionaría la imagen con el ambiente en que vive?

e) Explique: - ¿Qué problemas ambientales puedes identificar en la comunidad?

- ¿Cuáles son los orígenes de esos problemas ambientales?

- ¿De qué forma contribuirías a la disminución de dichos problemas ambientales?

- ¿Qué instituciones promueven estrategias para preservar y usar racionalmente los recursos naturales?

- ¿Cuáles son dichas estrategias? f)

Elabore un cuadro sinóptico acerca de la información brindada en la lectura.

90

1. EL AMBIENTE EN QUE VIVES El medio ambiente se entiende todo cuanto existe alrededor de un ser vivo; los seres que lo rodean, vivos o que lo estuvieron recientemente, y las cosas que no están vivas ni lo estuvieron nunca. Del medio ambiente obtienen los seres vivos: alimentos, aire, agua y radiación solar, que necesitan para cumplir sus funciones vitales. a) Los alimentos proporcionan a los seres vivos energía y materiales para la construcción y reconstrucción del protoplasma. b) El aire proporciona a todos los seres vivos oxígeno, que ha de combinarse con los alimentos para producir energía calorífica y a los vegetales y protistas con clorofila, anhídrido carbónico, unos de los ingredientes principales en la reacción fotosintética. c) El agua es el constituyente más abundante en todos los seres vivos. La necesitan para disolver los alimentos que han de pasar a través de la membrana celular, además, tiene una función importantísima en la regulación de la temperatura del cuerpo. Por otra parte, buen número de animales y muchas plantas y protistas están adaptados a la vida acuática; otros, aunque vivan en tierra, necesitan abundante humedad, como por ejemplo los musgos, helechos, caracoles, lombrices, etc. d) Radiación solar proporciona luz y calor.

- La luz es utilizada por los vegetales y protistas verdes como fuente de energía para producir sus alimentos. Los animales también necesitan luz solar, entre otras razones porque se alimentan, directa o indirectamente de vegetales.

- El calor es indispensable para la vida. Los seres vivos se desenvuelven entre dos temperaturas extremas, mínima y máxima. Para la mayoría de las especies estos límites están comprendidos entre 0 grados y 40 grados C. Entre estas dos temperaturas extremas existe la temperatura óptima, variable para las distintas especies.

1.1 PROBLEMAS AMBIENTALES 1.1.1 Focos contaminantes La contaminación de la biósfera significa un serio problema para los seres vivos, pues se altera su equilibrio, intoxica a muchos individuos y disminuye la capacidad productiva del medio. La concentración de un contaminante en el ambiente es sumamente peligrosa, ya que afecta a los organismos. En casi todos los casos cuanto mayor sea la concentración, mayores serán los efectos dañinos.

Muchos de los efectos de los contaminantes pueden apreciarse rápidamente, lo cual facilita tomar medidas de protección. Otros efectos sólo son apreciables a largo plazo, por los que se detectan con dificultad.

El estudio de los efectos biológicos de los contaminantes es, hoy en día, una rama importante de la toxicología, ciencia que estudia los efectos nocivos o dañinos de las sustancias sobre los seres vivos.

91

2 Origen de la contaminación atmosférica Los contaminantes presentes en la atmósfera proceden de dos tipos de fuentes emisoras bien diferenciadas: las naturales y las antropogénicas.

-

Las naturales provienen fundamentalmente de los gases de los volcanes, incendios forestales y descomposición de la materia orgánica en el suelo y en los océanos (partículas en suspensión).

Los principales focos antropogénicas de emisiones primarias se pueden clasificar en:

Industriales

Procesos industriales Instalaciones fijas de combustión

Focos fijos Domésticos

Instalaciones de calefacción

Vehículos automóviles Focos móviles

Aeronaves Buques

Focos compuestos Aglomeraciones industriales Áreas urbanas Según la distribución de la emisión de contaminantes atmosféricos, los focos pueden clasificarse en: puntuales, tales como las chimeneas industriales aisladas; lineales, por ejemplo, las calles de la ciudad, las carreteras y autopistas; y planos, las aglomeraciones industriales y las áreas urbanas, siendo estos los ejemplos más representativos.

1.1.3 Contaminantes gaseosos  Dióxido de carbono (CO2). Es un componente normal de la atmósfera.

Su presencia aumenta peligrosamente cuando se quema carbón o petróleo. En los últimos años el CO2, ha aumentado en grandes cantidades, por lo que actualmente se le considera un contaminante.  Los contaminantes más comunes de la atmósfera son los CFC clorofluoro carburos, usados como refrigerantes en sistemas acondicionados de aire, repelentes en aerosoles solventes y limpiadores en la industria de las computadoras.  El monóxido de carbono (CO), los óxidos de nitrógeno, los hidrocarburos no quemados y compuestos de plomo también se producen por combustiones incompletas. Su principal fuente son los tubos de escape de los automóviles que emplean gasolina como carburante. No todos los vehículos lanzan los distintos tipos de contaminantes en las mismas proporciones; estás dependerán del tipo de motor que se utilice.

92

Los principales contaminantes emitidos por vehículos que utilizan motores diesel (camiones, autobuses, etc.) son partículas sólidas en forma de hollín que da lugar a los humos negros, hidrocarburos no quemados, óxido de nitrógeno y anhídrido sulfuroso procedente del azufre contenido en el combustible.  Dióxido de Azufre (SO2). Este compuesto, formado a partir del azufre que se encuentra en pequeñas cantidades en los carbonos y aceites minerales que se queman, continúa su oxidación en el aire y al combinarse con la humedad atmosférica, finalmente produce ácido sulfúrico, el cual es muy corrosivo. a) Partículas del aire  Polvos – partículas sólidas de diferentes tamaño, incluidas algunas muy pequeñas (mayores de una micra de diámetro).  Nieblas – gotas de líquido en suspensión, mayores de 1 micra.  Aerosoles – partículas muy pequeñas, ya sean sólidas o líquidas menores de una micra de diámetro.

Las partículas del aire están formadas por una gran variedad de materiales: polvos minerales, partículas de tierra, humos, esporas de hongos, granos de polen, gotas de agua con sustancias disueltas.

Pueden provenir tanto de fuentes naturales – el polvo levantado por el viento; como de fuentes antropogénicas (hombre) como fundición de metales, quema de basura, etc.

1.1.4 Contaminantes del agua El agua es quizás el principal medio al que van a dar los desechos de las actividades humanas. Los agentes que alteran la calidad del agua pueden clasificarse según la fuente de la que proviene. Hay tres tipos de fuentes de contaminantes principales: a) Aguas residuales domésticas: Este líquido contiene la materia orgánica de desecho de los habitantes de un área urbana: materia fecal, residuos de los alimentos, jabones y detergentes. En esta agua existen cantidades importantes de microorganismos, los cuales pueden multiplicarse si las sustancias orgánicas se utilizan como nutrientes. b) Aguas residuales de la agricultura: En ellas quedan todos los restos de las sustancias empleadas para mejorar la producción del campo: compuestos químicos, fertilizantes, insecticidas, herbicidas. c) Aguas residuales de las industrias: Según las actividades específicas de cada industria, varían los agentes eliminados: residuos minerales de plomo, de mercurio o de cromo; residuos orgánicos de las industrias alimentarias o del papel; materiales biológicos de las industrias lácteas, etc.

Los agentes contaminantes afectan tanto el agua de ríos, lagos (aguas dulces) como la de los mares (aguas saladas o marinas).

Hay ciudades e industrias costeras que vuelcan sus desechos directamente al mar. Los derrames de petróleo, de las embarcaciones transportadoras o de las extracciones submarinas, cuando ocurren accidentes y se descontrolan los pozos, provocan graves daños al ecosistema marino.

1.1.5 Contaminantes del suelo La basura – desechos sólidos – es el principal contaminante del suelo. En este concepto genérico de basura se incluyen materiales sólidos conocidos por todos. Algunos de ellos pueden ser quemados, como papeles, maderas, cartones; otros no son combustibles, como vidrios, latas, cenizas.

Muchos materiales son pequeños y fácilmente fragmentales, mientras que otros son voluminosos y requieren bastante trabajo para su desintegración: automóviles, muebles.

Algunas industrias producen grandes cantidades de desechos sólidos: cascajos, escorias de fundición, embalajes que no pueden ser fácilmente reutilizados o destruidos. Todos estos materiales, tanto domésticos como industriales. Se acumulan en los basureros, que son los espacios ubicados en las orillas de las áreas urbanas.

93

Actividades: 1. Explique brevemente por qué es importante identificar los focos de contaminación del medio ambiente.

2. Complete el cuadro sinóptico acerca de los contaminantes del medio ambiente.

Características Contaminantes gaseosos Medidas preventivas

Características

Contaminación del agua Medidas preventivas

Características Contaminantes del suelo

Medidas preventivas 3. Plantee posibles soluciones al problema de la contaminación ambiental.

2. USO DE ABONO ORGÁNICO Actividad:

Una de las formas de minimizar la contaminación de los suelos y reutilizar los desechos sólidos, es la utilización de los desechos orgánicos como residuos de alimentos provenientes de frutos, verdura, - Propone otros temas en los cuáles puedas explicar la importancia del uso de los abonos orgánicos. comida, otros residuos especiales como hojas de árboles, jardines, residuos de granja de animales, excretas de animales, etc. Para procesar abono orgánico (compost).

-

Investigue acerca de la importancia del uso y construcción de servicios higiénicos, esto debe incluir justificación, participación de la comunidad, recomendaciones.

Para procesarlo se necesita la materia orgánica antes mencionada, tierra, suficiente humedad, temperatura de 25 – 45 grados C, un pH ácido, etc. Se hacen capas de 10 cm de tierra, otra de estiércol, otra de residuos de cocina, etc. Al cabo de 2 ó 3 días se mezcla y se homogenizan las capas de materia orgánica, cuando se van formando las capas se tienen que mojar lo suficiente, al cabo de 10 – 15 días se tiene ese material o compostaje, puede ser utilizado como abono orgánico y obtener producciones agrícolas de excelente calidad como cantidad. De esta manera ha reducido desechos sólidos y aprovechando el subproducto (compostaje) y obtenido una excelente cosecha, sin necesidad de utilizar fertilizantes químicos u otras sustancias que son tóxicas y que contaminan el suelo, las aguas subterráneas, etc.

94

3. MANEJO ADECUADO DE LOS DESECHOS SÓLIDOS Se define como aquellos desperdicios que no son transportados por agua y que han sido rechazados porque ya no se van a utilizar.

Las dos causas principales del creciente problema de los desechos sólidos son: - La urbanización: (afluencia de personas a las zonas metropolitanas)

-

La industrialización: (generación de productos de bajo costo y que ahorran trabajo han creado la sociedad desechable), industrias de alimentos empacados y procesados.

Para realizar un manejo adecuado de los residuos sólidos es necesario conocer las fuentes.

Las fuentes de los residuos sólidos están relacionadas con las actividades productivas o de servicios que se tienen, es por ello que al precisar las actividades productivas de una zona se puede determinar el tipo de residuos sólidos que se genera.

Fuentes: domésticas, limpieza de vías, industrias ordinarias, construcción y demoliciones, residuos hospitalarios peligrosos.

3.1 Características de los residuos sólidos

Los factores que influyen en la composición de los residuos sólidos son: - El clima: en zonas húmedas el contenido de humedad puede ser hasta el 50%.

- La frecuencia de recolección: las recolecciones más frecuentes tenderán a aumentar la cantidad actual.

- El uso común de molinos domésticos para basura: los molinos reducen pero no eliminan los residuos de alimentos.

- Las costumbres sociales: el consumo de pocos alimentos de preparación rápida produce menos residuos de papel y más alimentos crudos.

- El ingreso per cápita: las áreas de bajos ingresos producen menos residuos sólidos totales aunque con un contenido alimenticio mayor.

- La aceptabilidad de alimentos empacados y de preparación rápida: el uso generalizado de empaque ha aumentado el contenido de papel en los residuos sólidos.

- El grado de urbanización e industrialización del área: se genera mayor cantidad de residuos sólidos en áreas metropolitanas industrializadas con viviendas multifamiliares.

3.2 Tratamiento de los residuos sólidos El tratamiento de los residuos sólidos se define como el conjunto de operaciones físicas, químicas, biológicas o térmicas que tienen la finalidad de reutilizar los desechos, disminuir o eliminar su potencial de peligro, adaptar sus propiedades físicas, químicas a los requerimientos de su disposición final.

- Almacenamiento. Se trata de los recipientes donde se colocan los residuos sólidos que pueden ser pequeños o grandes contenedores o bolsas plásticas, etc. El tipo de almacenamiento que se escoge debe estar acorde al espacio disponible, aspecto estético y de salud pública y los métodos de recolección que se piensa usar.

-

Recolección:  Vehículo usual o camión compactador de carga automatizado que cargan y descargan los contenedores.  Camiones contenedores que entregan un contenedor vacío y recogen un contenedor lleno. El uso de contenedores y compactadores tiene sus ventajas estéticas además de que se pueden reducir la frecuencia de recolección y el volumen de residuos a transportar.  Separación y procesamiento en la fuente: Actualmente se considera que es muy importante y ventajosa que la separación de los materiales reciclables se realice de una vez en la fuente o en el lugar donde se encuentren estos pueden ser: papel, aluminio, vidrio y plástico. Con el procesamiento en la fuente se puede reducir los volúmenes de residuos y recuperar el material reciclable mediante los siguientes procedimientos “molinos” que trituran los residuos convirtiéndolos en suspensión. “compactadores”, que reducen el volumen hasta el 70%. “Formadores de abono” favoreciendo la descomposición microbiana. 

Disposición final de los desechos sólidos es la operación controlada y ambientalmente adecuada del manejo de los desechos.

95

Actividad: Investigue las características e importancia de las adecuado de los residuos sólidos: El relleno sanitario El compostaje Incineración Manejo integral de los desechos sólidos

vías o alternativa más comunes para el manejo

Todo lo anterior tiene que ver con hábitos y actitudes de la sociedad.  Reducción de la fuente – representa el medio más eficaz para reducir los costos económicos y los efectos ambientales con el manejo de los residuos.  Reciclaje – después de la reducción de las fuentes, el reciclaje es la práctica más importante dentro de la jerarquía del manejo integral de los residuos sólidos. Sin embargo para un programa de reciclaje satisfactorio es necesario la existencia de un mercado confiable para los materiales recuperados. Por otro lado, es importante los aspectos legislativos que estimulan esta práctica.

Algunos ejemplos de reciclaje son: - El aluminio - Papel y cartón - Vidrio - Plástico  Reutilización La reutilización se da cuando el material puede volver a ser utilizado, sin necesidad de realizar cambios físicos o químicos en él.

Un ejemplo sencillo es la reutilización de las botellas de vidrio para obtener otro producto o la reutilización de bolsas plásticas.

Aunque la reutilización es importante, no ha tenido un efecto significativo en la reducción de la cantidad de residuos sólidos que se generan en la sociedad.  Recuperación de energía Las dos formas principales de utilizar la energía que contienen los residuos sólidos municipales son: 1) Emplear el material como combustible.

2) Recuperar el material para reutilizarlo, con lo cual se ahorra la energía necesaria para procesar el material virgen.  Oportunidades futuras Existe una creciente tendencia hacia el reciclaje, a la conversión en abono y en menor medida la reducción de las fuentes.

Otro aspecto importante es la legislación que poco a poco ha ido incorporando elementos del manejo integral de desechos sólidos.

El aprovechamiento de los desechos orgánicos a través del compostaje y la incineración de materiales combustibles para aprovechar la energía producida.

4. RECURSOS HÍDRICOS – AGUAS SERVIDAS Actividades: a) Mencione los recursos hídricos con los que cuenta nuestro país. b) Explique: -¿De qué forma son contaminados los recursos hídricos?

-¿Qué acciones implementa el gobierno para evitar la contaminación en los recursos hídricos?

-¿Qué actividades realiza para evitar la contaminación de los recursos hídricos de su escuela, casa y comunidad? c) Identifique un foco de contaminación hídrico en su comunidad y propone las posibles soluciones.

5.1 Medidas preventivas  Control y tratamiento de las descargas industriales, mediante el monitoreo de la calidad de agua.  Un sistema de drenaje pluvial de las ciudades que responda al crecimiento de las mismas.  Tratamiento de las aguas residuales y el manejo de los residuos sólidos:

96

 Tratamiento primario – se basa en separación mecánica (rejillas) y separación hidráulica (sedimentado) para remover los sólidos suspendidos.  Tratamiento secundario – consiste en la conversión biológica – lagunas de oxidación.  Tratamiento terciario – remueve cantidades adicionales de sólidos suspendidos o nutrientes. Se hace por medio de filtros (sólidos) y los nutrientes como fósforo y nitrógeno se realiza por combinación de procesos físicos, químicos y biológicos.  Utilización de microorganismos capaces de degradar la mayor parte de hidrocarburos constituyentes del petróleo.  Otra forma de limpieza de aguas marinas por petróleo es el proceso de dispersión proceso de recirculación de agua.  Sedimentación – las aguas contaminadas o con muchos sólidos suspendidos se almacenan en estanques reservorios, se dejan sedimentar y luego se hace circular el agua más superficial y limpia a través de un filtro o por paredes porosas que retienen partículas extrañas y algunos gérmenes.  Cloración – método más usado para purificar grandes cantidades de agua y abastecer a las ciudades, consiste en agregar cloro al agua para matar organismos patógenos.  No verter a los ríos, lagos, lagunas y mares, contaminantes tóxicos (plomo, mercurio, DDT, etc.), basura, descarga de fábricas, aguas servidas, desechos domésticos, etc.

5. DESECHOS DE FÁBRICA La cantidad de residuos que genera una industria o fábrica es “en función de su tecnología y del proceso productivo”, calidad de las materias primas o productos intermedios, propiedades físicas y químicas de las materias auxiliares empleadas, combustibles utilizados, envases y embalajes del proceso, entre estos están los de la industria básica, textil, maquinarias, automovilística, goma y curtido de cueros, petróleo, alimenticia, eléctrica, transporte, agrícola, etc.

5.1 Medidas preventivas  Fijar y exigir el cumplimiento de normas realistas para el desecho de los desperdicios de fábrica.  A las instituciones industriales y comerciales se les puede exigir que hagan tratamiento a sus propios desechos en el mismo lugar de trabajo.  Buscar un sito para la basura que después puede convertirse en un relleno sanitario, sin riesgos y con ventajas.

Los contaminantes pueden ser eliminados de distintas maneras:   



 

Transformación en otros productos – Ejemplo: eliminación de materia orgánica de aguas residuales por acción de los microorganismos; a este proceso se le llama “DEPURACIÓN”.

Reutilización de los contaminantes – incorporar los desechos a otra actividad industrial. Ejemplo: la reutilización del papel o trapos en la industria papelera “reciclamiento”.

Dilución – Se logra disminuir la concentración local de un contaminante al distribuirlo extensamente en el medio. Así ocurre con los gases tóxicos productos en las zonas industriales cuando son arrastrados por los vientos.

Concentración – Asimismo, si se acumula un contaminante en un área restringida, su concentración general disminuye. Buenos ejemplos de este proceso son el uso de filtros para gases, las trampas en los cursos de agua, etc.

La empresa o fábrica debe velar por establecer unos procesos que limiten al máximo la producción de contaminantes y residuos, y adoptar como objetivo la mayor eficiencia energética posible.

La empresa debe contribuir a la recuperación, clasificación, eliminación o reciclado de los residuos y para ello la gestión de cada empresa debe enmarcarse en un plan general.

97





Por lo que respecta a la seguridad tanto de los empleados como en los procesos, transportes y distribución de los productos, se deben tomar medidas destinadas a prever y evitar posibles accidentes, así como planificar todas las actividades de forma que tengan el mínimo riesgo.

La fábrica debe informar sobre las características de los productos que se transportan y controlar todo el proceso, desde que se carga hasta que llega al usuario.

Con estas medidas, tanto el impacto ambiental de la industria como sus efectos sobre la salud de los ciudadanos o la prevención de accidentes mejorará sensiblemente.

Las empresas del sector deben ser conscientes de la necesidad de establecer planes para la mejora del entorno. Pero, siendo la información pública un elemento clave, el ciudadano deber ser consciente de las actividades que realiza como consumidor, para colaborar así en la reducción de la cantidad de residuos y de la contaminación ambiental.

5.2 EMISIÓN DE GASES INDUSTRIALES Y VEHICULARES Medidas preventivas: 



   

 

Una excelente práctica consiste en conservar en buenas condiciones vehículos, estufas, calefactores y otros aparatos similares de tal modo que produzcan una combustión lo más completa posible y que arroje la menor cantidad de humo.

Los medios de transporte deben mejorar los sistemas de escape de gases o reemplazar los buses y carros por tranvías o trenes eléctricos. Estos últimos serían idóneos para el ahorro energético y evitar la contaminación, o utilizar carros eléctricos.

Hay materiales cuya combustión se debe evitar, por los gases tóxicos que emiten como: los plásticos, el caucho, la pintura, etc.

Destinar áreas alejadas de las zonas pobladas, para el establecimiento de las fábricas.

Dotar a las fábricas de depósitos especiales para la deposición de sustancias de desechos, lejos de las fuentes de aguas naturales y aguas potables.

Disminuir la concentración local de un contaminante al distribuirlo extensamente en el medio. Así ocurre con los gases tóxicos producidos por las fábricas o zonas industriales. Cuando estos gases son arrastrados por los vientos hacia zonas donde no existe población cercana.

Colocar filtros en las chimeneas desciende la cantidad de partículas de humo en el ambiente; disminuyendo la combustión, se reduce la emisión de gases tóxicos a la atmósfera.

Controlar el estado del sistema de combustión de vehículos automotores para que no produzcan demasiado humo.

6. IMPORTANCIA DE LA REFORESTACIÓN DE LOS BOSQUES Los bosques nos brindan los siguientes beneficios:  Madera, pulpa, fibra, frutos y resinas, variedad de productos alimenticios, industriales y substancias medicinales.  Dan albergue, alimento y refugio a la fauna silvestre y el ganado.  Protegen las laderas y suelos del arrastre de la erosión.  Mantienen el caudal de los ríos.  Fomentan la humedad, atraen y condensan las lluvias y permiten la infiltración del agua en el subsuelo.  Dan sombra y frescura al ambiente.  Contribuyen a la belleza del paisaje escénico con sus frondas y flores.  Los árboles capturan el exceso de gas carbónico (CO 2) emitida por el aire libre de los países con fuertes industrias. El gas acumulado en la atmósfera forma un toldo impermeable que retiene el calor solar, lo cual conducirá a un progresivo calentamiento global del planeta, por el fenómeno llamado “Invernadero”.  Los bosques tropicales absorben gas carbónico (CO 2) y liberan en cambio gran cantidad de oxígeno (O2); ayudando a regular y moderar los cambios climáticos que están manifestándose últimamente en el planeta.

98

7. INSTITUCIONES RESPONSABLES PARA MEJORAR EL MEDIO AMBIENTE El estado ha elaborado recientemente estrategias para la conservación y uso racional de los recursos nacionales, ha decretado políticas oficiales al respecto y promulgado algunas leyes y normas que favorecen el desarrollo sostenido de los mismos. ¿Quiénes dan seguimiento a estas leyes y su aplicación estricta (ley 217 Medio Ambiente y Recursos Naturales)?

MARENA

Ministerio de Ambiente y Recursos Naturales.

MAG – FOR

Ministerio de Agricultura, Ganadería y Forestal.

MAN

Movimiento Ambientalista Nicaragüense.

RAAN y RAAS Representación de las regiones autónomas.

Representación de las universidades (UNA, UCA, UNAN-León/Managua – Escuela de Ecología, etc.)

Comisión del Medio ambiente y recursos naturales de la Asamblea Nacional, etc.

ACTIVIDAD: 1. Complete Focos de contaminación

Causas

Consecuencias

Medidas de prevención

Recursos hídricos

Desechos de fábricas

Emisión de gases industriales y vehiculares

2. Elabore afiches, frases y murales alusivos de cómo evitar la contaminación en su comunidad, póngale dibujos y las consecuencias que pueden producir en los animales, plantas y ser humano.

3. Realice un debate sobre “La contaminación urbana y rural”, incluye focos de contaminación en agua, aire y suelo, si los hay en su comunidad. Cuando los haya identificado debe buscar medidas para contrarrestar estos focos. Áreas protegidas Nicaragua posee zonas geográficas que aún conservan valiosos recursos naturales de flora y fauna, zonas donde se generan fuentes de agua vitales para el consumo humano y zonas que resguardan escenarios naturales e históricos que necesitan conservarse. Estas zonas son las Áreas Protegidas que en su conjunto conforman el sistema Nacional de Áreas Protegidas, SINAP. El sistema Nacional de Áreas Protegidas, SINAP quedó establecido a través del arto. 17 de la Ley General del Ambiente y los Recursos Naturales (Ley 217) en vigencia desde marzo de 1996.

El SINAP está conformado por 76 áreas legalmente establecidas, agrupadas en categorías de manejo, comprenden una extensión de 2, 242,193 hectáreas y se les considera como el principal medio para la conservación in situ de la biodiversidad, como resultado son tomadas en cuenta en la actualidad en los planes de ordenamiento territorial, sus zonas de amortiguamiento, son consideradas como parte integral de dichas áreas protegidas.

Actualmente hay 76 áreas protegidas, cerca del 20% del territorio nacional. Son territorios, que poseen una belleza o unas características únicas que se deben de conservar.

99

Clasificación y Ubicación de las Áreas Protegidas Categoría Reserva Natural :  Miraflor  Isla de Juan Venado Parque Nacional:  Archipiélago Zapatera  Parque Nacional Soslaya  Parque Nacional Volcán Masaya Reserva Biológica:  El Río Indio Maíz  Callos Misquitos Monumento Nacional:  El archipiélago de Solentiname  El volcán Casita Monumento Histórico  Fortaleza de la Inmaculada Refugio de Vida silvestre  La flor  Rio Escalante “Chacocente”  Los guatusos Reserva de Biósfera Reserva de Recursos Genéticos Total

Número de Áreas 61

Extensión (Hectáreas) 1,055,055

3

25,327

2

313,980

2

18,930

1

375

4

92,350

1 2 76

730,000 6,226 2,242,193 Ha

8. DESARROLLO SOSTENIBLE Actividades: Valore la importancia del desarrollo sostenible.

Explique: -El objetivo que persigue la implementación de un desarrollo sostenible.

-¿Qué beneficios se alcanzan en las reuniones de presidentes centroamericanos en referencia al cuido y preservación del medio ambiente?

Comente la frase del recuadro: “Es la capacidad de una sociedad para satisfacer las necesidades del presente, sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades”.

Nuestro Objetivo: Como nación debe ser: “Utilizar y conservar nuestros recursos naturales sin agotarlos para siempre”.

En Agosto de 1994, los presidentes centroamericanos suscribieron la Alianza para el Desarrollo Sostenible (ALIDES) y adoptaron el siguiente concepto:

8.1 DESARROLLO SOSTENIBLE - CARACTERIZACIÓN “Un proceso de cambio progresivo en la calidad de vida del ser humano, que lo coloca como centro y sujeto primordial del desarrollo, por medio del crecimiento económico con equidad social y la transformación de los métodos de producción y de los patrones de consumo y que se sustenta en el equilibrio ecológico, como soporte vital de la región. Este proceso implica el respeto a la diversidad étnica y cultural regional, nacional y local, así como el fortalecimiento y la plena participación ciudadana, en convivencia pacífica y en armonía con la naturaleza, sin comprometer y garantizando la calidad de vida de las generaciones futuras”.

La conferencia de Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo (CNUMAD), celebrada en Río de Janeiro, Brasil, en 1992, fue un foro en donde los líderes mundiales y las ONGs formularon estrategias y acuerdos para orientar a nuestra sociedad hacia el desarrollo sostenible. De allí surgieron nuevas propuestas para responder a las tendencias negativas que amenazan el futuro de la vida en el planeta.

100

8.2 PRINCIPALES CONVENIOS Y DEBATES ADOPTADOS EN LA ONU:

8.3 PRINCIPIOS DEL DESARROLLO SOSTENIBLE El Planeta Tierra es un limitado suministrador de recursos, los que deben ser compartidos con todas las especies vivientes. Es preciso decir que las expresiones de: “siempre hay más” y “todo es para mí”, no convienen en una sociedad en la que se realiza un proceso de desarrollo sostenible. Lo cierto es que se debe asumir que: “no siempre hay más” y “no todo es para mí”.

Los humanos no debemos pretender dominar la naturaleza, sino aprender a cooperar con sus fuerzas; una sociedad sostenible se construye sobre 4 pilares fundamentales: conservación, reciclaje, estabilizar la población, los recursos naturales. a) La conservación Significa reducir el consumo innecesario. También es convertirse en un consumidor más consciente, comprar solamente lo que necesitamos; reutilizar productos siempre que sea posible y usarlos.

Actualmente desperdiciamos casi el 50% de la energía que consumimos. Cada día grandes cantidades de agua y otros recursos vitales son desperdiciados. Aunque este derroche es uno de los grandes males de la sociedad moderna y es también una de nuestras grandes oportunidades para mejorar. Es importante destacar que si llegamos a ser más eficientes, reduciremos el daño al medio ambiente y aseguraremos un suministro constante de recursos para las futuras generaciones. b) El reciclaje Consiste en reprocesar un material para utilizarlo las veces que sea posible, ya sea para la misma finalidad u otro propósito. De esta manera se ahorra energía y reducimos la contaminación, se conservan los recursos naturales; ayudamos a asegurar suministros para las futuras generaciones, protegemos los hábitats de la fauna y la flora silvestre, creamos nuevos empleos y oportunidades para pequeñas empresas.

101

Estabilizar la Población Para que los humanos logremos un futuro sostenible, debemos encontrar formas para estabilizar el tamaño de la población humana. El rápido crecimiento de nuestra población intensifica indudablemente la presión sobre los recursos naturales y retarda el progreso hacia una mejor calidad de vida.

Solamente podremos aspirar al desarrollo sostenible, si el tamaño y el crecimiento de la población están acordes con las posibilidades de producción de nuestros recursos naturales.

Por diferentes razones, es necesario estabilizar el crecimiento de la población mundial, regional, nacional y local. El principal problema es la pobreza. Los países con rápido crecimiento poblacional tienen necesidades que no pueden resolver con eficacia; entre ellos se destacan las enfermedades, la desnutrición, condiciones sanitarias deplorables, bajo nivel del desarrollo humano y muchas otras.

La pobreza rural obliga a las personas a destruir su ambiente. Por ejemplo, para los pobres, los recursos naturales son medios para satisfacer necesidades básicas e inmediatas, ya sea que tengan que talar árboles para vender madera, leña para cocinar o para sembrar cultivos en cualquier terreno. Su meta es garantizar su subsistencia a corto plazo. La pobreza no permite buscar nuevas y mejores opciones y posibilidades, o sea, visualizar y buscar alternativas de superación a largo plazo. c) Los recursos naturales renovables La base en la que se sustenta el desarrollo sostenible de una nación son los recursos naturales con los que cuenta. Los recursos naturales renovables como el agua, el suelo, el aire, la fauna, la flora y la energía que obtenemos de ellos son generados por procesos naturales.

La agricultura tradicional no es ambientalmente sana ni lógica, aun cuando parezca productiva, eficiente y económicamente sólida. La mayoría de las actuales prácticas en la agricultura erosionan los suelos.

Actividades:  Mencione los factores que han afectado a la fauna y la flora nicaragüense.  Explique ¿Qué podemos hacer para proteger la fauna y la flora?  En un mapa de Nicaragua señala los lugares donde habitan el danto, el cuyuso, el tigrillo, el venado, el cusuco, el coyote, etc.  Elabore un mapa conceptual acerca del uso racional de los recursos naturales.

9.PROTECCIÓN Y CONSERVACIÓN DE LA FAUNA En Nicaragua muchas especies silvestres y acuáticas están protegidas por la ley puesto que corren el riesgo de extinguirse, debido a una cacería exagerada con el objetivo de aumentar la exportación a las industrias locales. Entre las especies protegidas están: reptiles como lagartos, garrobos y tortugas, aves de especies preciosas como loras, lapas, quetzales, etc. y mamíferos como el tigrillo.

La protección consiste principalmente en la prohibición de cazar los animales en el período de reproducción y de capturar los huevos como en el caso de la tortuga.

MEDIDAS DE PROTECCIÓN Y CONSERVACIÓN DE LA FAUNA • • • • •

Crear zonas de refugio para los animales.

Establecer períodos anuales de veda para que los animales tengan oportunidad de reproducirse y desarrollarse.

Hacer campañas educativas sobre la conservación de la fauna.

No talar los árboles ni quemar el monte, porque los animales huyen a otros lugares y pueden llegar a desaparecer.

No cortar los árboles cercanos a una fuente de agua.

102

Recuerde que: Una de las medidas consiste en que no se debe cazar o matar a los animales silvestres durante la época de reproducción; a este período se le llama veda.

La veda puede durar varios meses según sea el período de reproducción de cada animal. Cuando los animales en ciertas zonas son muy escasos o se están extinguiendo, las vedas son permanentes.

La fauna es un recurso natural renovable. Su cuidado es responsabilidad de todos.

Recordemos que las leyes de caza y pesca prohíben: • • • •

Destruir cuevas, nidos, crías o huevos de animales silvestres.

Cazar y pescar en período de veda.

Comercialización de animales silvestres sin autorización de MARENA. Pescar con dinamita u otro explosivo y sustancias tóxicas que puedan dañar y perjudicar la fauna y flora acuática.

El departamento de Fauna del MARENA ha empezado a tomar medidas para proteger a los animales, estableciendo períodos anuales de caza, control de caza y pesca, decretos legales, estudios biológicos de algunas especies.

9.1 CONSTRUCCIONES DE UNA NUEVA SOCIEDAD SOSTENIBLE Para empezar, debemos hacer cambios significativos en nuestros estilos de vida. Estos deben ocurrir en todos los niveles de la sociedad ya que las nuevas leyes ambientales y reglamentos nos obligarán a practicar la conservación, el reciclaje y usar racionalmente nuestros recursos renovables.

Las innovaciones tecnológicas nos ayudarán también a alcanzar una sociedad sostenible. Por ejemplo, introduciendo la electricidad proveniente de la luz solar, haremos la transición de la energía hidroeléctrica a la energía solar. Recordemos que la tecnología es una herramienta para alcanzar una sociedad en donde podamos vivir con mejores condiciones y equidad.  Mejorar el diseño y mantenimiento de los vehículos nos ayudará a reducir la contaminación producida por el consumo de combustible y así, limpiar nuestro aire en las ciudades.  La reforestación de la Tierra es absolutamente necesaria para lograr un futuro sostenible.  El desarrollo sostenible aún está en construcción, pero usted lo puede convertir en realidad a nivel local, nacional y mundial.  El desarrollo sostenible es un proceso que implica un progreso global simultáneo y se puede realizar en cuatro dimensiones: Económica, Humana, Ambiental y Tecnológica.  En la práctica, el desarrollo sostenible tiene diferentes significados, dependiendo si usted vive o trabaja en una ciudad grande como Managua, un municipio pequeño, como Nueva Guinea, una pequeña comunidad rural o una nación industrializada como Estados Unidos.  El camino hacia el desarrollo sostenible depende de donde usted comience y es diferente de un país a otro. Cada país ha comenzado a partir del nivel de desarrollo en que se encuentra.  Los países pobres ubicados en las zonas tropicales son los más ricos en recursos genéticos y en especies vegetales y animales. Reconocemos la necesidad de proteger las especies amenazadas, pero se requiere de más personal científico y recursos para su protección y preservación.

103

9.2 Las dimensiones del desarrollo sostenible 



Dimensión Económica: El manejo adecuado de esta dimensión permitirá que las estrategias para el desarrollo sostenible se orienten a que: •

Todos los países controlen las diferentes formas de contaminantes y generación de desechos.

•

Los países industrializados reduzcan sus niveles actuales de desperdicios, mejorando la eficiencia en el uso de energía e introduciendo cambios en sus estilos de vida.

•

Los países en vías de rápida industrialización aprovechen la oportunidad de incorporar tecnologías limpias, conforme vayan desarrollando sus sectores industriales.

•

Los países en desarrollo, que dependen de la aportación de la agricultura en su Producto Interno Bruto (PIB), tenga especial cuidado en la conservación de sus recursos de suelo y agua, para que las tierras de cultivo se mantengan productivas.

Dimensión Humana: Orientar el desarrollo hacia la satisfacción de las necesidades básicas humanas. Esto hará que las estrategias permitan logros como: • Que todos los países trabajen para satisfacer las demandas básicas de salud, educación, ambiente limpio y participación igualitaria de las mujeres y los grupos minoritarios.

•

Que los países industriales, que tienen un alto índice de alfabetización, desarrollen una distribución equitativa en la dotación de servicios de salud.

Que los países en desarrollo centren su atención en las personas, ya que en general están atrasados con respecto a otros países en servicios de salud, alfabetización y equidad.

Dimensión Ambiental: El cuidado, protección y restauración del ambiente, es requisito indispensable para contrarrestar las tendencias destructivas que amenazan la vida en el planeta. Esta dimensión hará que el desarrollo sostenible se oriente a que: •



• • • 

Todos los países mejoren sus políticas de protección del ambiente.

Los países industrializados se preocupen más por evitar la contaminación de los recursos y por el uso eficiente.

Los países en desarrollo se preocupen por la conservación básica de sus recursos renovables como el suelo, el agua y los bosques, que son la base de sus economías.

Dimensión Tecnológica: Desde esta perspectiva, es obvio que todos los países deberán adoptar estrategias tecnológicas no destructivas, que contribuyan a alcanzar el desarrollo sostenible. Esta dimensión llevará a que: •

Los países industrializados busquen cambiar sus tecnologías por otras más eficientes.

•

Los países en vías de rápida industrialización aprovechen la oportunidad para desarrollarse con tecnologías más eficientes y limpias.

•

Las economías de los países en desarrollo, que aún se basan principalmente en la agricultura, desarrollen tecnologías apropiadas y de pequeñas escalas, tanto para incrementar la productividad agrícola, como para la fabricación.

En la agricultura sostenible se regresa a la tierra los elementos necesarios para mantenerla fértil, se nutre la vida del suelo, se mejora la textura de la tierra, y se aprovechan los recursos renovables. Es orgánica, económicamente productiva a pequeña escala y proporciona mejores rendimientos.

Actividad Analice: Desde las perspectivas de cada dimensión del desarrollo sostenible ¿Qué papel juega el ser humano en el equilibrio ecológico?

104

Elabore un collage de la unidad estudiada.

a) Complete los siguientes organizadores grĂĄficos.

1

2 3 4

medio ambiente?

5 6 7 8

ÂżEscribe

ocho acciones que podemos hacer para proteger nuestro

Actividades:

105

b) Parafrasee el contenido del recuadro de abajo.

Dimensión Económica: El manejo adecuado de esta dimensión permitirá que las estrategias para el desarrollo sostenible se orienten a que: • Todos los países controlen las diferentes formas de contaminantes y generación de desechos.

• Los países industrializados reduzcan sus niveles actuales de desperdicios, mejorando la eficiencia en el uso de energía e introduciendo cambios en sus estilos de vida.

• Los países en vías de rápida industrialización aprovechen la oportunidad de comparar tecnologías limpias, conforme vayan desarrollando sus sectores industriales.

• Los países en desarrollo, que dependen de la aportación de la agricultura en su Producto Interno Bruto (PIB), tenga especial cuidado en la conservación de sus recursos de suelo y agua, para que las tierras de cultivo se mantengan productivas.

Dimensión Humana: Orientar el desarrollo hacia la satisfacción de las necesidades básicas humanas. Esto hará que las estrategias permitan lograr.

• Que todos los países trabajen para satisfacer las demandas básicas de salud, educación, ambiente limpio y participación igualitaria de las mujeres y los grupos minoritarios.

• Los países industriales, que tienen un alto índice de alfabetización, desarrollen una distribución equitativa en la dotación de servicios de salud.

• Los países en desarrollo centren su atención en las personas, ya que en general están atrasados con respecto a otros países en servicios de salud, alfabetización y equidad.

Dimensión Ambiental: El cuidado, protección y restauración del ambiente, es requisito indispensable para contrarrestar las tendencias destructivas que amenazan la vida en el planeta. Esta dimensión hará que el desarrollo sostenible se oriente a que: • Todos los países mejoren sus políticas de protección del ambiente.

Dimensión Tecnológica: Desde esta perspectiva, es obvio que todos los países deberán adoptar estrategias tecnológicas no destructivas, que contribuyan a alcanzar el desarrollo sostenible.

• Los países industrializados se preocupen más por evitar la contaminación de los recursos y por el uso eficiente.

• Los países en desarrollo se preocupen por la conservación básica de sus recursos renovables como el suelo, el agua y los bosques, que son la base de sus economías.

106

c) Complete el templo del saber referente al Desarrollo sostenible.

Desarrollo sostenible _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________ Reciclaje

Ecosistema

Flora silvestre

Fauna silvestre

Conservaci贸n

Bosques tropicales:

107

d) Complete el siguiente círculo analítico

¿Cuáles son los principios del desarrollo sostenible?

Explica que prohíben las leyes de caza y pesca.

Explica los principales convenios y debates adoptados en la ONU. ¿Cuáles son los factores que han afectado a la fauna y a la flora nicaragüense?

108

e) Realice un cuadro sinóptico del tema construcciones de una nueva sociedad sostenible.

Construcciones de una nueva sociedad sostenible

Elabore un paisaje que demuestre la protección ambiental.

III EL UNIVERSO Actividad: Explique: 1- ¿Qué importancia tiene el estudio del Universo para el ser humano?

2- ¿Cuál es su percepción sobre la formación del universo?

3- ¿Cuál es la ciencia que estudia el Universo y sus componentes?

4- ¿Qué relación existe entre el desarrollo de esta ciencia y el progreso?

109

1. EL UNIVERSO 1.1 TEORÍA DE LA GRAN EXPLOSIÓN Y EXPANSIÓN Y TEORÍA DE LA CREACIÓN ¿Qué teorías explican la formación del Universo? tienen 2 opiniones al respecto.

Se

1era. Teoría de los Evolucionistas, “Teoría del Big Bang” junto a otras teorías que tratan de ratificar y hacer cierta ésta.

Estas otras teorías son: Teoría Basada en Procesos de Plasma y una teoría del Estado Estacionario.

2da. La otra es “La Creación”, que se expone en la Biblia así: “en el principio creó Dios los cielos y la Tierra” (Génesis 1:1). “Los cielos cuentan la gloria de Dios y el firmamento anuncia la obra de sus manos” (Salmo 19:1) La Teoría del Big Bang, fue propuesta en 1948 el físico ruso nacionalizado en EE.UU, George Gamow, quien modificó la Teoría del núcleo primordial (El huevo Cósmico). La Teoría del Big Bang o Teoría de la Gran Explosión y Expansión explica la formación del Universo de la siguiente manera:

“El universo fue originalmente un paquete de hidrógeno a altísimas temperaturas dentro de una esfera de elevada densidad cuyo tamaño era menor que el tamaño actual del Sol. Hace aproximadamente 18,000 millones de años esta masa de hidrógeno explotó (Gran Explosión), formando una gigantesca expansión de nubes que se movían unas más rapidísimas que otras radialmente en todas direcciones hacia afuera del Centro de la explosión por todo el Universo (Gran Expansión) formando billones de galaxias y estrellas que se movían alejándose del Centro de la explosión (o estallido) y separándose entre ellas mismas a grandes distancias de años luz.

La materia que se movía en todas las direcciones hacia afuera en el espacio después de la explosión está constituida exclusivamente por partículas elementales: Electrones, Positrones, Mesones, Sariones, Neutrinos, Fotones y una lista que abarca todas las partículas y elementos conocidos hasta hoy.

Cálculos más recientes indican que el hidrógeno y el helio habrían sido los elementos primarios del Big Bang y los elementos más pesados se produjeron más tarde, dentro de las estrellas y Galaxias. O sea, que a causa de su elevadísima densidad, la materia existente en los primeros momentos del Universo se expandió con rapidez.

Al expandirse, el helio y el hidrógeno se enfriaron y se condensaron en estrellas y en galaxias.

Apoyan la Teoría del Big Bang: a) El astrónomo Edwing Hubble, quien en el año 1929 descubre por observación, que las galaxias se están alejando de la Tierra, lo que equivale a pensar que el Universo continúa en expansión. b) En 1,964 los físicos, Arno Penzias y Robert Wilson reciben el Premio Nobel de física al descubrir la existencia de un tipo de radiación residual del Big Bang que llamaron “Radiaciones de Fondo”, equivalente a unos pocos grados Kelvin 2.7o K, muy fríos, que se cree que son el eco del Gran Estallido.

110

c) En base a la teoría del Big Bang, predecían que la distribución de la materia por todo el Universo sería homogénea (se postulaba que la distribución de las Galaxias en el Universo sería esencialmente uniforme). d) Han dado a conocer, algunos científicos, la Teoría de la Materia Oscura Fría (MOF), según esta teoría, entre el 90 y el 99 por ciento de la materia del Universo no puede ser detectada.

No apoyan la Teoría del Big Bang de los evolucionistas, científicos reconocidos como:  El astrónomo británico Sir Fred Hoyle.  El premio Nobel Hanner Alfven.  Los astrónomos Geoffrey Burbidge y Halton Arp. Los cuales explican: - La distribución de las galaxias en el Universo no es uniforme ni homogénea, ya que investigaciones recientes han revelado enorme “Super-racimos” o “Superclusters” de galaxias e inmensos vacíos en el espacio. Dicen: “existimos en un Universo muy inhomogéneo”. La crisis comenzó en 1,986 cuando R. Brent Tully, de la Universidad de Hawaii, encontró que había cintas de Super-racimos de galaxias con dimensiones tales que para producirse se necesitan aproximadamente 80,000 millones de años para crear un Sistema tan complejo, o sea, se necesitan 60,000 millones más que los 20,000 millones de años en que se produjo el Big Bang.

Se ha informado que un equipo de astrónomos americanos, británicos y húngaros han descubierto estructuras aún más grandes que precisarían para su formación aproximadamente 150,000 millones de años.

El 2 de Enero de 1991 Will Saunders y otros 9 astrónomos publicaron otros resultados del examen global de todo el cielo, sobre la deriva al rojo de las galaxias detectadas por el Satélite de Infrarrojo.

Los disidentes, como el cosmólogo del Instituto Tecnológico de California, S. George Djorgovski y el físico Paul Steinhardt de la Universidad de Pensilvania, afirman que es inevitable el abandono de la Teoría de la Materia Oscura y Fría.

La posición de los disidentes a la Teoría del Big Bang es: “El Universo no es homogéneo, sino que es extremadamente inhomogéneo, con gigantescos <superclusters> de galaxias y grandes vacíos en el espacio; así, si la radiación de fondo fuera una consecuencia del “Big Bang” no debería ser uniforme, sino que debería ser más intensa en ciertas direcciones que en otras, indicando inhomogeneidades en el mismo del Universo, siguiendo de inmediato a los momentos iniciales del “Big Bang”.

Y los idealistas expresan, todas estas teorías fracasarán porque el Universo se organiza por LA CREACIÓN.

1.2 MEDIDAS DE DISTANCIAS ESPACIALES Las unidades de medida utilizadas por los astrónomos para medir las distancias en el Universo son: a) La unidad Astronómica (UA) 1 UA = 150 millones de Km La utilizan los astrónomos para las medidas en el interior del Sistema Solar.

Por ejemplo: - Mercurio está 0.38 UA del Sol ó 58 millones de Km. - Plutón está a 39.33 UA del Sol o sea a 5,900 millones de Km. b) Año – Luz Equivale a la distancia que recorre la luz en un año, es decir 946 billones de kilómetros.

1 año – luz = 946 billones de Km. No olvidemos que la velocidad de la luz C es: C= 300,000 km/s C= 3 X 105 km/s Por ejemplo: La estrella más cercana al Sol se encuentra aproximadamente a 4 años – luz, o sea 4 Años – luz

=4 x 946 billones de km. =4 x 956 x 1012 km. = 3,748 x 1012 km. = 3.75 x 1015 km.

111

Otro ejemplo:  Alfa Centauro dista de la Tierra  4.3 año – luz.  El diámetro de la Vía Láctea  140,000 año – luz.  El Sol dista del centro de la Vía Láctea  23,000 año – luz. c) Pársec 1 pársec = 3.26 año – luz Otro ejemplo: La estrella Sirius está 4.3 año – luz desde la Tierra Desde la Tierra d = 1.31 Pársec o bien d = 4.3 x 946 billones de km. d = 4,067.8 billones de km.

Para medir distancias interestelares se utilizan muchos medios ópticos y otros como radares, por ejemplo: En 1931, Karl Jansky descubrió las ondas procedentes del espacio. Las captan los radiotelescopios, gigantescas antenas parabólicas orientadas hacia el cielo. El radio reflector capta y focaliza del mismo modo que en un telescopio reflector un espejo focaliza la luz.

Además de captar ondas de radio, los radiotelescopios también pueden trasmitir flujos de señales que se dirigen hacia un objeto del Sistema Solar y producen un eco que vuelve al reflector en la Tierra. El tiempo que tarda la señal en volver indica la distancia a la que se encuentra dicho objeto. El radar de la sonda Magallanes, en órbita alrededor de Venus, obtuvo mapas e imágenes de la superficie del planeta, siempre cubierto por espesas nubes. El radar también permitió descubrir que Venus giraba sobre sí mismo en dirección contraria a la de los otros planetas del Sistema Solar.

En general, los medios que el ser humano dispone para explorar el Universo son, entre otros: También se emplean Telescopios, que entre sus funciones principales está la de encontrar distancias entre los cuerpos celestes.

Los telescopios, captan la luz procedente de los cuerpos celestes y la localizan para formar una imagen.

A los telescopios les acoplan cámaras, ordenadores, espectroscopios y otros aparatos para obtener toda la información posible. Hay telescopios refractores, telescopios reflectores (son de grandes dimensiones), telescopios múltiples (existe uno en el laboratorio de Keck en Hawaii) y los telescopios ópticos (el más grande del mundo se encuentra en el Monte Palomar, en California).

Actividad Investigue: -La utilidad y características de los observatorios espaciales.

-Las distancias en km. de los planetas al Sol, que se han logrado calcular por medio de los aparatos y técnicas diseñadas.

Analice: - ¿Cuál es su valoración sobre la formación del universo?

1.3 ESPACIO INTERESTELAR No olvidemos que las estrellas emiten rayos X, ondas de radio, rayos infrarrojos, rayos ultravioletas y otras clases de energía electromagnéticas. Inclusive en el espacio interestelar encontramos toda forma de energía electromagnética que viaja a través del espacio a una rapidez de 300,000 km/seg, pero cada una tiene diferentes frecuencias y longitud de ondas.

También existen nubes de polvo fino que están situadas entre las estrellas que son atravesadas por las ondas y radiaciones electromagnéticas.

En el espacio interestelar también hay nube de gases con hidrógeno, helio, oxígeno, nitrógeno e incluso partículas cargadas eléctricamente llamadas Viento Solar que llegan hasta la Tierra y vuelan en todas direcciones en el espacio.

112

Por el firmamento o bóveda celeste viajan rocas que se fragmentan al atravesar el espacio, que a veces llamamos bolas de fuego cuando atraviesan la atmósfera terrestre.

El espacio interestelar está comprendido entre los varios millones de galaxias existentes en el universo, en él se encuentran todos los elementos que no se condensaron y no forman parte de las galaxias y los quásares.

Se puede agregar lo siguiente, de acuerdo al Big Bang, o la misma creación inclusive, dado que son nuevos descubrimientos, veamos: a) En 1,965 se detectó por los radioastrónomos la existencia de radiación de fondo de microondas, esta radiación residual se enfrió hasta los casi 30k (Kelvin, que equivale a 2700 C) b) Se cree que existe la materia oscura o materia invisible fuera de las galaxias visibles.

Sin embargo, hasta que se comprenda el fenómeno de la masa oscura se estima que se sabrá el destino del Universo. c) Uno de los problemas sin resolver en el modelo del Universo en expansión es si el Universo es abierto o cerrado (esto es, si se expandirá indefinidamente o se volverá a contraer). Fenómeno que tiene que ver con los tamaños gigantes de los espacios interestelares. d) Sin embargo, la mayoría de los cosmólogos se preocupan más de localizar el paradero de la materia oscura, mientras que una minoría, encabezada por el sueco Hannes Alfvén, premio Nobel de Física, mantienen la idea de que no sólo la gravedad sino también los fenómenos del plasma, tienen la clave para comprender la estructura y la evolución del Universo y por ende de la materia existente en los espacios entre las galaxias. e) No olvidemos que la materia lanzada en todas las direcciones del Universo por la explosión primordial está constituida exclusivamente por partículas elementales: Electrones, Positrones, Mesones, Bariones, Neutrinos, Fotones y un largo etcétera hasta más de 100 partículas conocidas hoy en día.

2. LA GALAXIA 2.1 GALAXIA VÍA LÁCTEA. NUESTRA GALAXIA En la Galaxia está incluido nuestro sistema solar y en él está incluido nuestro planeta Tierra, desde donde observamos las dos lumbreras: El sol y la luna. El cielo con sus estrelladas constelaciones.

2.2 COMPOSICIÓN, FORMA, DIMENSIÓN Y MOVIMIENTO Nosotros vemos miles de estrellas sin emplear un telescopio. También podemos ver en el cielo, por las noches, la luz de unas pocas manchas nebulosas (nubes de gases y polvo en el espacio). Ahora, con un pequeño telescopio observamos miles de esas manchas. Observadores, recientemente les llamaron a esas pocas manchas nebulosas, simplemente nebulosas.

Actualmente esas nebulosas (a como les llamaron) las estudiaron con telescopios modernos y encontraron que muchos de esas manchas no son nebulosas sino sistemas que contiene millones, e incluso, billones de estrellas y llamaron, a estos sistemas GALAXIAS. Los modernos telescopios nos muestran que el espacio (o Universo) contienen por lo menos varios billones de galaxias y que es tan vasto o inmenso el Universo (o espacio) que muchas galaxias están separadas por millones de años – luz.

113

Nuestra estrella, el Sol, pertenece a la Galaxia Vía Láctea. El diámetro de nuestra Galaxia Vía Láctea mide aproximadamente 140,000 años – luz y el Sol se encuentra aproximadamente a 20,000 años – luz del Centro de la Galaxia Vía Láctea. Esto nos da una idea del tamaño, ya sea mayor, igual o menor de cada una de las galaxias y de los grupos de galaxias cercanas.

Podemos expresar: 1. Una galaxia es un conjunto de millones o billones de estrellas, nubes de gas y polvo que se mantienen unidas por la gravedad.

2. Una galaxia está constituida por millones o billones de sistemas planetarios, nebulosas y material interestelar, donde el volumen de cada estrella es insignificante en comparación con el volumen total de la galaxia. Son verdaderas islas que viajan con su composición (o materia) en la inmensidad del espacio.

3. Existen 4 tipos de Galaxias según su forma: 3.1 LOS ESPIRALES: tienen en el Centro la apariencia de una lente con un núcleo brillante formado por millones de estrellas que giran alrededor de él. Las partes de una galaxia espiral son: Núcleo o protuberancia, disco y cúmulos globulares. Las espirales, como la Vía Láctea, poseen 2 brazos con grandes nubes de polvo y gas. Nuestro Sistema planetario está ubicado en el brazo de Orión de la Galaxia Vía Láctea.

Aproximadamente las ¾ partes de todas las galaxias tienen forma espiral. Por ejemplo, son espirales la Vía Láctea y Andrómeda.

3.2

LAS ELÍPTICAS: son aproximadamente esféricas. Estas no tienen brazos como las espirales y casi no poseen nubes de gas y polvo. Son colmenas cósmicas, apretados en jambres de miles de millones de estrellas.

3.3 LAS IRREGULARES: son pequeñas, bastantes apagadas o débiles y poco común. A esta forma pertenece la Nube de Magallanes.

3.4 ESPIRAL BARRADA: los brazos parten de los extremos de una agrupación de estrellas en forma de barra. La Vía Láctea podría ser una espiral barrada.

4. Las dimensiones, pueden alcanzar aproximadamente longitudes de 30,000 pársecs (30,000 x 3.26 años – luz = 97,800 años – luz) de diámetro.

5. Las estrellas del disco describen órbitas alrededor del centro de la galaxia. La velocidad de cada estrella en su órbita alrededor del centro depende de su distancia a dicho centro galáctico: las estrellas alejadas del centro se mueven más lentamente que las estrellas cercanas al mismo. El Sol se mueve en su órbita a unos 250 km/s y necesita unos 225 millones de años para describir una órbita alrededor de la Galaxia.

6. Se ha descubierto que las galaxias se alejan unas de otras a gran velocidad. Esta velocidad está relacionada con su distancia; las galaxias distantes se alejan con mayor rapidez que las cercanas.

7. Las galaxias tienen un movimiento de rotación sobre su núcleo. Por ello las estrellas cambian de posición.

8. Las galaxias tienden a darse en grupos llamados cúmulos de galaxias o clusters unidos por la gravedad. Nuestra Galaxia es un miembro de un cúmulo llamado el Grupo Local, que sólo tiene alrededor de 10 miembros, entre ellas la galaxia Andrómeda, las Nubes de Magallanes y varias galaxias enanas.

9. El cúmulo de galaxias más grande y próximo a nosotros es el cúmulo de Virgo con 2,500 galaxias. Los cúmulos de galaxias se agrupan en supercúmulos y el grupo local es parte del mismo supercúmulo de Virgo.

3. LA NUBES DE MAGALLANES, QUÁSARES, PULSARES Y HOYOS NEGROS Nubes de Magallanes

Las dos galaxias más próximas a la nuestra son la Pequeña nube de Magallanes y la Gran nube de Magallanes, las cuáles son visibles a simple vista desde el hemisferio sur. Son dos galaxias de forma irregular, con algunas

114

características similares a las galaxias espirales que orbitan alrededor de la nuestra. La gran nube de Magallanes se encuentra a 169,000 años luz y la pequeña nube de Magallanes a 190,000 años luz, miden 30,000 años luz y 16,000 años luz respectivamente.

Quásares

Un quásar se presenta con una apariencia estelar: su imagen es similar a la de una estrella común. Sin embargo, analizando detalladamente estos objetos se pudo comprobar que pueden distinguirse ciertas peculiaridades a su alrededor (nebulosidades o "agregados"), que los diferencian notablemente de las estrellas y que sugieren una estructura bastante más compleja.

Son objetos, con un brillo excepcional porque emiten la mayor parte de su energía desde el núcleo. Esta energía no consiste en luz estelar, sino en luz y ondas de radio que emanan de un agujero central negro masivo. Su descubrimiento se debió a que los quásares son intensos emisores de radio ondas. Sin embargo, también se determinó que son fuentes de Rayos X, radiación ultravioleta, luz visible y también infrarroja; en otras palabras, la emisión de radiación de los quásares resulta intensa en todo el espectro electromagnético.

Pulsares Algunas estrellas solo están formadas por neutrones y poseen una densidad muy elevada, millones de veces mayor que el plomo. Cuando giran de prisa, emiten rayos de radiación llamados pulsares. Estas estrellas de neutrones altamente magnetizadas giran rápidamente sobre su eje emitiendo radiación en diferentes partes del espectro electromagnético desde el radio hasta los rayos Gamma.

Hoyos negros Es una región infinita del espacio-tiempo provocada por una gran concentración de masa en su interior.

Los

agujeros negros u hoyos negros representan el último estado de evolución de las estrellas masivas (de 10 a 15 veces la masa del sol). Si una estrella masiva se convierte en supernova, lo que queda de la estrella, después de la violenta explosión, es una estrella muerta, que se ha quedado sin combustible. Sin que haya fuerzas que contrarresten a la de la gravedad, esta estrella muerta se colapsará sobre sí misma, hasta convertirse en un punto de volumen cero e infinita densidad, creando lo que se conoce como una "singularidad". A medida que la densidad se incrementa, la trayectoria de los rayos de luz emitidos por la estrella se curvan hasta que eventualmente circundan a la estrella. Cualquier fotón emitido se encuentra atrapado en una órbita debido al intenso campo gravitatorio. Debido a que la luz no puede escapar una vez que la estrella alcanza infinita densidad, a esta región se le denomina agujero negro.

115

ACTIVIDAD: Complete el cuadro de la información de la Galaxia: GALAXIA HISTORIA Nubes de Magallanes: a) La gran nube de Magallanes b) Pequeña nube de Magallanes

CARACTERÍSTICAS

GRÁFICOS

Quásares

Pulsares

Hoyos Negros

LECTURA NO. 1: SOBRE LAS ESTRELLAS EV Lacertae, una estrella muy joven que contienen una metalicidad muy alta.

La composición química de una estrella varía según la generación a la que pertenezca.

Cuánto más antigua sea más baja será su metalicidad. Al inicio de su vida una estrella similar al Sol contiene aproximadamente 75% de hidrógeno y 23% de helio.

El 2% restante lo forman elementos más pesados, aportados por estrellas que finalizaron su ciclo antes que ella. Estos porcentajes son en masa: en volumen, la relación es 90% de hidrógeno y 10% de helio.

En la Vía Láctea las estrellas se clasifican según su riqueza en metales en dos grandes grupos. Las que tiene una cierta abundancia se denominan de la población I, mientras que las estrellas pobres en metales forman parte de la población II. Normalmente la metalicidad va directamente relacionada con la edad de la estrella. A más elementos pesados más joven es la estrella.

La composición de una estrella evoluciona a lo largo de su ciclo, aumentando su contenido en elementos pesados en detrimento del hidrógeno, sobre todo. Sin embargo, las estrellas sólo queman un 10% de su masa inicial, por lo que globalmente su metalicidad no aumenta mucho. Además las reacciones nucleares sólo se dan en las regiones centrales de la estrella.

Este es el motivo por el que todas las estrellas tienen unas características comunes bien concretas. Son cuerpos gaseosos, esféricos, con un núcleo de elevada densidad temperatura que genera una radiación en todas las longitudes de onda del espectro electromagnético. Las estrellas se diferencian entre sí por la temperatura/densidad y por el tamaño, estando en función de estos parámetros la luminosidad absoluta, es decir, la cantidad de luz que irradian, prescindiendo de la distancia. Por ejemplo, aunque el Sol es una estrella

116

amarilla más caliente que Betelgeuse, de color rojo, al ser ésta una estrella supergigante su energía total es claramente superior y por tanto, es más luminosa aunque sea más fría.

Un aspecto significativo es el que hace referencia a la vida de una estrella. Esta se desarrolla en función de la cantidad de “combustible nuclear” que contenga. Durante la mayor parte de su vida, en su núcleo el hidrógeno se transforma en helio, dando lugar a una emisión de energía que percibimos en forma de radiación.

Dependiendo de la composición y de la masa inicial – cuanto más elevada es su masa, más rápidamente envejecerá. Si la masa inicial es baja, la vida será lenta -, unas estrellas realizan el proceso de combustión mucho más rápido que otras, lo que constituye la causa por la que, mientras unas estrellas tienen temperaturas muy elevadas, otras las tienen menores.

Es evidente que tendrán una vida corta las estrellas cuya combustión sea más intensa. Así, las estrellas que presentan temperaturas más elevadas y que son más luminosas son todas ellas relativamente jóvenes, ya que no pueden mantener mucho tiempo el ritmo de emisión energética. Por el contrario, las estrellas rojas de pequeño tamaño – enanas rojas – son, en su mayor parte unas estrellas viejísimas que han tenido una vida muy regular y apacible. El Sol se halla en un estadio intermedio. Es una estrella mediana, más bien pequeña en energía a un ritmo de 4.5 millones de toneladas por segundo.

La situación de una estrella dentro del período evolutivo se parecía fácilmente con sólo estudiar su coloración.

Por la noche, basta con fijarse atentamente en las estrellas brillantes y compararlas entre sí para advertir inmediatamente que son de distintos colores. Se aprecian algunas blancas – azuladas, otras amarillentas y otras anaranjadas o ligeramente rojizas.

El color de cada estrella está en función de su temperatura superficial. Según ello, cualquier persona puede conocer someramente la temperatura de la superficie de una estrella con sólo mirar al cielo, teniendo en cuenta la siguiente escala: Estrellas rojas 3,0000 K Estrellas amarillas 6,0000 K Estrellas blancas 10,0000 K Estrellas blancas – azuladas 15,0000 K Estrellas azuladas 40,0000 K En realidad estos colores son aparentes porque no hay estrella propiamente blanca. Su gama cromática real sigue el orden del espectro: rojo, anaranjado, amarillo, verde y azul.

El color de las estrellas dio lugar a una división en función de los tipos espectrales (color estelar según su temperatura estelar), desde las más calientes y azules hasta las más frías y rojas. A las principales categorías espectrales se les asignó una serie de letras: O, B, A, F, G, K y M. El sol pertenece al tipo G al igual que Alfa Centauri; Sirius al tipo A y Rigel al B. Las estrellas del tipo O, las más calientes, son bastante raras. Del tipo M destaca la gigante Actividades Antares. Cada tipo espectral está a su vez, dividido en 10 - Lee detenidamente el texto y subraye las subtipos, del 0 al 9. palabras desconocidas para luego Asimismo según su estudio espectral se puede clasificar en W, buscar su significado.

R, N y S, las del tipo W son más calientes que las del O, y las de - Construye una línea de tiempo sobre la los R, N y S son más frías que las del M. evolución de las estrellas.

- Realice un Collage acerca de los tipos de estrellas.

En la clasificación espectral de las estrellas el tipo se acompaña a la derecha por la subdivisión relativa la luminosidad expresada en números romanos. El I indica estrellas Supergigantes (Betelgeuse); el II gigantes luminosas (Albireo); el III gigantes (Aldebarán); el IV, subgigantes (Altaír); y el V, enanas (Sol, Alfa Centauri).

Asimismo según su composición química se puede llegar a deducir su edad. Las más viejas están compuestas fundamentalmente por hidrógeno y helio, elementos constituyentes en la formación de las galaxias en su estadio más primitivo. En cambio, las jóvenes han nacido o nacen en una época en la que ya son abundantes los elementos más pesados. A las estrellas jóvenes se las denomina población I y a las viejas población II. Partiendo de este hecho se ha podido observar como en las galaxias de tipo espiral, por ejemplo, la zona central está compuesta por estrellas de población II, en tanto que las zonas externas (brazos) lo están por estrellas de población I.

117

Las estrellas se forman a partir de la fragmentación y condensación de inmensas nubes moleculares de gran densidad, tamaño y masa total. La metalicidad de la nube de gas será la que posean las estrellas que se formen a partir de ella. Normalmente, una misma nube produce varias estrellas formando cúmulos abiertos con decenas y hasta centeneras de ellas. Estos fragmentos de gas se convertirán en discos de acreción o de acrecimiento de los cuales surgirán planetas si la metalicidad es lo suficientemente elevada.

4. LAS ESTRELLAS 4.1 CONCEPTO Cada noche el cielo está lleno de estrellas, las miramos desde Nicaragua, en fin, desde la superficie terrestre se pueden observar miles de estrellas. Desde el Ecuador terrestre podemos contemplar a simple vista unas 6,000 estrellas pertenecientes a la Galaxia vía Láctea.

Algunos científicos dicen que las estrellas son agujeros Negros que han invertido su proceso de absorción de energía electromagnética por el de emisión de la misma.

Otros explican que de repente apareció un nuevo estado de la materia, el plasma, se llama ESTRELLA y emite mucha luz.

Según lo anterior, para el nacimiento de una estrella es necesaria la existencia previa de un agujero negro o del nuevo estado de la materia, plasma, a través de la unión gravitacional de gran cantidad de gases, de polvo cósmico y de elementos ligeros. Esta es la razón por la cual se explica la existencia de tanto hidrógeno y que al mismo tiempo, no explote o reaccione la estrella en breve tiempo.

Otros definen que “Las estrellas son cuerpos celestes que emiten continuamente luz, calor y otras clases de reacciones”.

También se dan las siguientes proposiciones, veamos: En un sentido general, puede afirmarse que “una estrella es todo cuerpo celeste que brilla con luz propia en la noche”. Ahora bien, de un modo más técnico y preciso, “podría decirse que se trata de un cúmulo de materia en estado de plasma en un continuo proceso de colapso, en la que interactúan diversas fuerzas que equilibran dicho proceso en un estado hidrostático”. El tiempo que tarde en colapsar dicho cúmulo, depende del tiempo en el que las diversas fuerzas dejen de equilibrar la hidrostásis que da forma a la estrella.

Describen los científicos, que las estrellas difieren en tamaño, densidad, color y que el hidrógeno y el helio son los dos elementos más abundantes de las estrellas. Se conoce que las galaxias contienen millones o billones de estrellas.

4.2 Origen, nacimiento y formación de estrellas BREVE HISTORIA DE UNA ESTRELLA… las estrellas nacen, viven miles de millones de años y mueren. A lo largo de su vida, cambian de tamaño y temperatura, a medida que agotan su hidrógeno. He aquí el ciclo vital de una estrella mediana, como el Sol. …UNA NEBULOSA SE CONDENSA… una nube de polvo y gas empieza a encoger por efecto de la gravedad.

Su centro se calienta. …NACE UNA ESTRELLA… el centro de la nebulosa se hace tan caliente que comienza a convertir hidrógeno en helio, liberando energía. La estrella empieza a brillar. …VIVE… durante miles de millones de años, se mantiene estable, irradiando luz y calor. …SE EXPANDE… a la larga, el hidrógeno empieza a escasear. La estrella se expande y se convierte en gigante roja.

118

…EXPULSA PARTE DEL GAS… las inestables estrellas envejecidas explotan y expulsan sus capas más externas, que forman una nube de gases: una nebulosa planetaria, que rodea a la estrella. …Y SE CONTRAE… lo que queda se contrae hasta el tamaño de la Tierra. brillando miles de millones de años.

La caliente enana blanca seguirá

Tengamos presente que los procesos de formación de estrellas no están totalmente explicados pero en ellos influyen numerosas variables, como la composición y concentración de polvo cósmico, el campo magnético, la temperatura, la presión, procesos de fusión nuclear, proximidad a explosiones de supernova, etc.

Existen grandes regiones en el espacio llamadas nébulas, donde se concentran el nacimiento y formación de numerosas estrellas, como la Nebulosa Tarántula.

Otro ejemplo de la existencia de regiones con agujeros negros o procesos de formación de masa y de nacimiento y formación de estrellas sería el polvo negro en la Vía Láctea NGC 281 Bok Globules.

“Si en una nebulosa la tensión electromagnética es muy elevada habrá una tendencia a creación de partículas elementales con masa, y si la tensión es suficiente el proceso no pasará y surgirán pequeños agujeros negros.

Ahora bien, si dicha región del espacio o nébula con gran energía electromagnética es, al mismo tiempo, algo inestable en cuanto a fuertes variaciones de la tensión electromagnética, los agujeros negros en formación podrán revertir su proceso y convertirse en estrellas, lo que a su vez, hará más variables la energía electromagnética en dicha nebulosa”. También podemos pensar a partir de la energía electromagnética, veamos:

Tormenta de nuevas estrellas nebulosa Tarántula NGC 2074 NASA and STScl – Hubble Team

“Dicha energía se convertirá primero en elementos ligeros o polvo cósmico a lo largo del espacio por las irregularidades de estos procesos tan violentos. En el caso de estos procesos con gran intensidad, primero el polvo negro se juntaría por la fuerza de gravitación lo suficiente como para ser el origen de la formación de estrellas cuando se invierte el proceso. La ciencia Astrofísica habla de tormentas de estrellas.”

4.3 Características Ahora identifiquemos algunas generalidades que terminan de aclararnos más sobre el cuerpo celeste Estrella que denominaremos características: 1) La energía que disipan en el espacio estas acumulaciones de gas (estrellas), son en forma de radiación electromagnética, neutrinos y viento estelas y nos permiten observar la apariencia de las estrellas en el cielo nocturno como puntos luminosos y en la gran mayoría de los casos, titilantes.

2) Debido a que están, de nosotros, a gran distancia, sus radiaciones nos llegan débiles y son susceptibles a las distorsiones ópticas que produce la turbulencia y las diferencias de densidad de la atmósfera.

3) El Sol no se observa como un punto sino como un disco luminoso cuya presencia o ausencia en el cielo terrestre provoca el día y la noche.

119

4) Son objetos de masas enormes, los astrónomos las comparan con el tamaño de masa del Sol. 5) Su luminosidad tiene un rango muy amplio que va desde una diezmilésima a 3,000,000 de veces la luminosidad del Sol. 6) Muchas estrellas, como el Sol, tienen aproximadamente simetría esférica por tener velocidades de rotación bajas. Otras, que giran a gran velocidad, tienen un radio ecuatorial mucho mayor que el radio polar. Las velocidades de rotación están relacionadas directamente proporcional a la temperatura, o sea, que a mayor velocidad mayor temperatura y viceversa.

7) La mayoría de las estrellas pierden masa a una velocidad muy baja.

8) A pesar de las enormes distancias que separan las estrellas, desde la perspectiva terrestre sus posiciones relativas parecen fijas en el firmamento. Gracias a la precisión de sus posiciones, son “de gran utilidad para la navegación, para la orientación de los astronautas en las naves espaciales y para identificar otros astros” (The Enncyclopedia Americana).

9) Una estrella típica se divide en núcleo, manto y atmósfera.

10) Sir Arthur Eddington sugirió en 1,920 que el aporte de energía, por parte de las estrellas, procedían de reacciones nucleares (Las de fisión y las de fusión).

11) Las temperaturas que se alcanzan en los núcleos de las estrellas son demasiado bajas.

12) Las estrellas no están distribuidas uniformemente en el Universo, sino agrupadas en Galaxias. Una galaxia espiral como la Vía Láctea, contiene cientos de miles de millones de estrellas agrupadas.

13) Las estrellas pueden estar ligadas gravitacionalmente unas con otras formando sistemas estelares binarios, ternarios hasta agrupaciones mayores (formando los denominados cúmulos estelares o racimos de estrellas). La que viaja solitaria es el Sol. 14) El componente principal de las estrellas es el hidrógeno, que se convierte en helio con un gran desprendimiento de energía en las reacciones nucleares que tienen lugar en su superficie.

15) Las estrellas tienen distinto color debido a su diferente temperatura. Las estrellas de color rojo poseen una temperatura de unos 2,0000 C sobre su superficie y las blancas, unos 30,0000 C. 16) Las estrellas tienen un movimiento aparente diario a consecuencia del movimiento de rotación y traslación de la Tierra. Sin embargo, las estrellas no están fijas en el firmamento debido a su movimiento alrededor del Centro de la galaxia. Este movimiento es apreciable cuando transcurren cientos de años.

17) Las estrellas son cuerpos celestes que emiten continuamente luz, calor y otras clases de radiaciones.

4.4 Clasificación Las estrellas se clasifican así: Actividades - Elabore un cuadro sinóptico sobre las características de las estrellas.

- Realice un mapa conceptual acerca de la clasificación y origen de las estrellas.

1. Por la intensidad de su brillo aparente visto desde la Tierra. Constituyó la base para la clasificación actual. (La hizo Hiparco de Micea).

2. Por el tipo espectral, (clasificación moderna) Se clasifican en 2 formas, a saber:

120

2.1 1: Por el catálogo de Henry Daper, realizado en Harvard a principio del siglo XX y se llamó TIPO ESPECTRAL. 2.2 2: Catálogo del Observatorio Yerken, realizado en 1943 se denomina CLASE DE LUMINOSIDAD.

5. LAS CONSTELACIONES 5.1 COMO OBSERVAR LAS CONSTELACIONES Para poder identificar correctamente las constelaciones, es necesario poder ver las estrellas que dibujan sus figuras. Las personas que viven en las ciudades o áreas limítrofes ven muy pocas de ellas, porque la contaminación de luz (la luz generada en exceso por el ser humano y que se escapa al ambiente) afecta adversamente la visibilidad de los astros más tenues. Se recomienda, pues, buscar un lugar oscuro.

Es necesario ante todo, si queremos aprenderlas de manera rigurosa y correcta, que empecemos por una, es decir la primera que hemos visto y reconocido en nuestra vida. A partir de aquí, nos vamos trasladando con la vista a las constelaciones, siempre y cuando tengamos un mapa de cielo nocturno o una guía; esto es lo que necesitamos para identificar los dibujos del papel en la esfera celeste. Una vez que hemos ubicado una constelación en el cielo nocturno, las demás las identificaremos automáticamente, lo difícil es la primera, debemos de buscar a una persona que conozca una de las constelaciones, con eso bastará para empezar en el mapa, es muy fácil, si vemos el “Carro u Osa Mayor” en el cielo. Se pueden apreciar la mitad de las 88 que hay en total en una sola noche, incluso más porque la Tierra gira y van apareciendo nuevas constelaciones.

Los nombres de las estrellas de una constelación En la antigüedad, sólo unas pocas estrellas brillantes recibieron nombres propios (inclusive, algunas eran consideradas en sí mismas). Posteriormente los árabes, con su dedicación a la observación astronómica, asignaron nombres a muchas otras. En su gran mayoría respondían a la posición que corresponde a cada astro dentro de su constelación. Aldebarán, la estrella más brillante de Tauro, proviene del árabe Andabarab, que significa “el que sigue” (a las Pléyades). En esa misma constelación también se encuentra Alnath (o Elnath), del árabe an-Nath, que significa “(la punta de) el cuerno”.

Además de los nombres propios tradicionales (de origen griego, latino o árabe), las estrellas reciben un nombre formado por una letra del alfabeto griego en minúscula, siguiendo en orden decreciente de su magnitud aparente (en términos generales, aunque la secuencia no se aplica en algunos casos). Este sistema fue iniciado por Johann Bayer a comienzos del siglo XVII. Más tarde, John Fiamsteed asignó números arábigos para identificar las estrellas de cada constelación. En ambos sistemas, a las letras o números sigue el genitivo latino del nombre de la constelación. Así, Aldebarán y Alnath son también conocidos como Alfa (a) y Beta (B) Tauri en el sistema de Bayer, u 87 y 112 Tauri en el sistema de Flamsteed, respectivamente. También pueden recibir otros nombres, dependiendo de los diversos catálogos que se han compilado y de los que forman parte. De tal forma, una misma estrella puede recibir muchas denominaciones.

Las estrellas dobles o variables siguen otras nomenclaturas, de acuerdo a sus respectivos catálogos.

Igualmente, dentro de los límites de las constelaciones existen otros objetos que no son estrellas (nebulosas planetarias, galaxias, etc.) y que han sido clasificados y denominados siguiendo varios catálogos adicionales (Messier, NGC, IC). El primero que hizo una clasificación de esta índole fue Charles Messier; así, por ejemplo.

M31 designa a la Galaxia de Andrómeda.

5.2 Clasificación de las constelaciones

Una constelación es una agrupación convencional de estrellas que aparentan una posición constante y cercana entre ellas, de tal manera que al vincularlas por medio de Líneas rectas imaginarias, dan la idea de figuras. Por ejemplo: La osa Mayor, la Osa Menor, Casiopea, etc., veamos:

121

CINTURÓN DE ORIÓN

OSA MAYOR

CENTAURO

ESCORPIO

En la inmensidad del espacio, no están realmente asociadas y más bien se encuentran a cientos de años – luz de separadas.

Algunas constelaciones son muy antiguas, pues fueron ideadas hace muchos siglos por los pueblos que habitaban las regiones del Medio Oriente y el Mediterráneo. Otras tienen su origen en tiempos más recientes y actuales.

Se acostumbra a dividirlas así: 1. Constelaciones septentrionales Ubicadas al norte del Ecuador Terrestre. También las llaman Constelaciones del Hemisferio Norte.

Veamos el siguiente esquema: Las constelaciones que se pueden ver desde el hemisferio norte son, entre otras: Osa Mayor, Osa Menor, Pegaso, Casiopea, Cefeo, Dragón, Hércules, boyero, cochero, Lira y Cisne.

Aquí nos orientamos por la Estrella Polar que está en la Constelación de la Osa Mayor, y en el Hemisferio Sur se orientan, por la Cruz del Sur. 2-Constelaciones del Hemisferio Sur o Australes Son entre otras: Águila, Andrómeda, Cisne, Coruca Boreal, Delfín, Dragón, etc.

Nota: Las constelaciones son en total 88: de estas 48 constelaciones han llegado hasta nosotros desde la antigüedad (por griegos y árabes) y 40 han sido introducidas en la época moderna (casi todas las nuevas constelaciones se encuentran en el hemisferio austral que eran desconocidas por las antiguas civilizaciones mediterráneas).

2- La Tierra y demás planetas se mueven en una franja del firmamento en su trayectoria alrededor del Sol. En esta franja se encuentran las constelaciones del Zodiaco. Aparentemente frente a cada una de ellas se alza el Sol en cada uno de los meses del año.

Actividades  Lee detenidamente el texto y subraye las palabras desconocidas para luego buscar su significado.  Realice una valoración personal sobre el origen de las constelaciones.  Explique ¿Qué aspectos se toman en cuenta para nombrar las constelaciones?

122

Veamos el siguiente cuadro que presenta las características de algunas estrellas con respecto a sus constelaciones y la Tierra.

ESTRELLA CONSTELACIÓN DIÁMETRO DISTANCIA AÑOS TEMPERATURA (Sol = 01) LUZ SUPERFICIAL (0 C) Antares Escorpión 740 560 3,579 Hércules Hércules 680 700 Betelgeuse Orión 400 270 3,473 Scheat Pegaso 113 163 Aldebarán Tauro 33 53 Arturo Boyero 22 35 4,473 Capella Cochero 16 42 5,873 Vega Lira 3,2 26,5 12,173 Sirio Can Mayor 1,8 8,7 11,273 Nota: a) Se cree que el interés de estos antiguos pueblos por la disposición de las estrellas tuvo motivos fundamentalmente prácticos, usualmente con propósitos agrícolas, de viaje y religiosos: como ayuda para medir el tiempo y las estaciones y para servir de orientación a navegantes y mercaderes cuando realizaban travesías durante la noche, ya fuese por mar o por el desierto. Así, imaginando figuras con las cuales relacionar los grupos de estrellas (y creando leyendas e historias de lo que representaban – ver mitología, astrología -) les sería más fácil y seguro recordar las rutas a seguir. b) En nuestros días, las constelaciones han perdido la Importancia que antaño poseían. Ahora los astrónomos profesionales se refieren a los objetos por su posición en la esfera celeste, usando el sistema de coordenadas. En términos generales, sólo los astrónomos aficionados siguen conociendo y estudiando las constelaciones.

Complete el siguiente círculo analítico

Explique cómo se formó el Universo.

¿Describe la composición, forma, dimensión y movimiento de galaxia?

Explique qué es el espacio interestelar.

Explique las características de las nubes de Magallanes, quásares, pulsares, y hoyos.

123

Actividades - Realice un collage acerca de la toma fotogr谩fica nocturna del firmamento formando sus constelaciones.

- Valore los aspectos positivos y negativos sobre el estudio de este contenido.

Complete el siguiente cuadro sin贸ptico.

Las estrellas

124

Complete el siguiente organizador gráfico.

Explique la clasificación de las constelaciones.

¿Qué importancia tienen las constelaciones zodiacales?

¿Qué son las constelaciones?

¿Qué son las constelaciones septentrionales?

¿Cuáles son las constelaciones más conocidas?

¿Cuál es la importancia de estudiar este tema, en que no puede ayudar en el desarrollo de nuestras vidas?

125

I Enlace Químico a) Observe las siguientes imágenes  Indique las características que presentan.  Establece diferencias y relaciones entre ellas.  Escribe 3 comentarios positivos o negativos acerca de la importancia que tienen los elementos y compuestos químicos en la vida cotidiana.

126

b) Reflexione  ¿Qué actividades crees están realizando este grupo de jóvenes? ¿Se relacionarán con algunas de las actividades que realizas?  ¿Qué necesita su cuerpo para realizar estas actividades?  ¿Qué órgano produce la sustancia química que nuestro cuerpo necesita para realizar actividades extremas?  ¿Qué debe ocurrir en su cuerpo para que puedas realizar dichas actividades?  ¿Crees que puede existir una relación entre estas actividades con el estudio de la química? ¿Por qué? ¿Consideras importante conocer y compartir aspectos relacionados con el estudio de la química?  ¿Qué conceptos teóricos de esta asignatura puedes recordar o visualizar? c) Complete con sus conocimientos previos, el mapa conceptual relacionado al concepto e importancia de la química, así como algunas generalidades: QUÍMICA

Objeto de estudio

su importancia

es

se relaciona con

d) Explique 

¿Cómo está formada la tabla periódica moderna?



¿A qué se le llaman grupos y períodos? ¿Qué importancia tiene el estudio de la tabla periódica moderna?



¿Qué elementos químicos forman el grupo de metales alcalinos, metales alcalinos térreos, halógenos, gases nobles? ¿Cuáles son sus características?



¿Cómo están formados los átomos?



¿Cuántos electrones se encuentran en cada capa de energía? ¿Qué ecuación se debe aplicar para conocer esta cantidad? ¿Qué operación se realiza para conocer la cantidad de neutrones de un átomo?



¿Cuándo podemos decir que un átomo es estable? ¿Qué significa en química la palabra estabilidad de un átomo?

e) Realice Indique cómo está conformada la Tabla paródica moderna:

127

LANTÁNIDOS ACTÍNIDOS

¿Qué debemos conocer para formar y representar enlaces químicos?

128

1. La configuración electrónica del átomo de un elemento Para comprender la configuración electrónica de un átomo y las características de un electrón situado en un determinado orbital debes recordar los números cuánticos. Se conocen cuatro números cuánticos, que se representan mediante las letras n, l, ml y ms.

Número cuántico principal (n) define una capa o nivel de energía en periferia del núcleo del átomo. Los valores que puede tomar n son los números 1, 2, 3, etc. Entre mayor sea el valor de n, las distancia entre un electrón presente allí y el núcleo atómico, será mayor. Así mismo la energía que esta partícula posea también será mayor.



Número cuántico secundario (l). Determina la forma del orbital, es decir, la región donde el electrón se mueve. Los posibles valores de l dependen de n, de modo que, para cada valor de n, l puede tomar todos los valores comprendidos entre 0 y (n-1). Por ejemplo. Si n=4, el número l puede tomar entre los valores 0, 1, 2, y 3. Se acostumbran simbolizar con letras los valores numéricos que puede tomar el número cuántico l:

Número cuántico secundario.

0

Símbolo del orbital

1

p

2

d

3

f

s

Los diferentes orbitales (s, p, d y f) se conocen informalmente como subniveles de energía.  Número cuántico magnético (ml). Define la orientación que pueden presentar los orbitales de un mismo subnivel en relación con un campo magnético externo. Para cada valor de l, ml puede tomar todos los valores enteros comprendidos entre -1 y + 1. Así, si l = 2, los valores posibles de ml serán: -2, -1, 0, 1 y 2 

Número cuántico de espín (ms). Un orbital puede albergar como máximo dos electrones. Dichos electrones corresponde a la ubicación de los electrones en los orbitales de los diferentes niveles de energía. Aunque el modelo de Schrödinger es exacto sólo para el átomo de hidrógeno, para otros átomos es aplicable el mismo modelo mediante aproximaciones muy buenas.

129

La manera de mostrar cómo se distribuyen los electrones en un átomo, es a través de la configuración electrónica. El orden en el que se van llenando los niveles de energía es: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p. El esquema de llenado de los orbitales atómicos, lo podemos tener utilizando la regla de la diagonal, para ello debes seguir atentamente la flecha del esquema comenzando en 1s; siguiendo la flecha podrás ir completando los orbitales con los electrones en forma correcta.

Para escribir la configuración electrónica de un átomo es necesario: 

 

Saber el número de electrones que el átomo tiene; basta conocer el número atómico (Z) del átomo en la tabla periódica. Recuerda que el número de electrones en un átomo neutro es igual al número atómico (Z = p+).

Ubicar los electrones en cada uno de los niveles de energía, comenzando desde el nivel más cercano al núcleo (n = 1).

Respetar la capacidad máxima de cada subnivel (s = 2e-, p = 6e-, d = 10e- y f = 14e-).

Ejemplo: Los orbitales se llenan en orden creciente de energía, con no más de dos electrones por orbital, según el principio de construcción de Aufbau.

Litio (Z = 3).

Por niveles:

2e-) 1e-)

Por subniveles:

1s2, 2s1

Por orbitales: 1s

2px 2py

2pz

Los electrones que tienen números de espín opuestos cancelan los efectos magnéticos y se dice que son electrones apareados. Un ejemplo son los dos electrones que ocupan el orbital 1s en el átomo de Litio. De manera similar decimos que el electrón que ocupa el orbital 2s orbital está desapareado.

En la tabla a continuación vemos como se distribuyen los electrones de los átomos en orden creciente a su número atómico (Z):

En el helio se completa el primer nivel (n=1), lo que hace que la configuración del He sea muy estable.

Para el Boro el quinto electrón se sitúa en un orbital 2p y al tener los tres orbitales 2p la misma energía no importa cuál de ellos ocupa.

En el carbono el sexto electrón podría ocupar el mismo orbital que el quinto u otro distinto. La respuesta nos la da la Regla de Hund: la distribución más estable de los electrones en los subniveles es aquella que tenga el mayor número de espines paralelos.

130

Ejercite: I. Conteste las siguientes preguntas: 

 

¿Qué tienen en común los siguientes grupos de elementos:  Li, Na, K, Rb  Be, Mg, Ca, Sr?  O, S, Se?  F, Cl, Br? ¿Cómo se le llama a este grupo?  Ne, Ar, Kr? ¿Cómo se le llama a este grupo? ¿Qué características presenta este grupo?

Si enumeras las columnas o grupos largos de izquierda a derecha (alcalinos la primera, alcalinotérreos la segunda, térreos la tercera,...), en la tabla periódica ¿Qué relación hay entre este orden y lo que has visto que tienen en común los primeros elementos?

Según acaba de deducir ¿Qué nos indica el número de orden del grupo largo?

II. La configuración electrónica correcta del Cr24 es: a. 1s22s22s63s23p64s23d4 b. 1s22s22p63s23p74s13d4

c. 1s22s22p63s23p64s13d5 d. 1s2 2s2 2p5 3s2 3p6 4s1 3d6

III. El átomo de un elemento X tiene 16 protones. Con esta información, los números cuánticos de los electrones desapareados son: a. n = 3 l=0 m=1 s = +1/2 b. n = 3 l=1 m=0 s = +1/2

n=4 l=0 m=1 s = –1/2 n=3 l=1 m=1 s = +1/2

c. n = 3 n=3 l=1 l=1 m=0 m=1 s = –1/2 s = –1/2 d. Ninguna de las anteriores.

IV. En la siguiente representación gráfica:      1s 2s 2px 2py 2pz ¿Cuántos electrones de valencia hay? a. 9

b. 8

c. 7

d. 6

V. Realice la distribución de electrones por niveles, subniveles y orbitales para los siguientes átomos: -Cloro -Rubidio

-Hierro -Bromo

-Vanadio -Zinc

VI. Complete el siguiente cuadro.

Z

Conf. electrónica

Grupo

Periodo

IA

4

13 1s22s22p5

18

3

131

2. Las Estructuras de Puntos de Lewis Las estructuras de puntos de Lewis son una taquigrafía para representar los electrones de valencia de un átomo. Las estructuras están escritas como el elemento del símbolo con puntos que representan los electrones de valencia. Abajo están las estructuras de Lewis para los elementos en los dos primeros períodos de la Tabla Periódica.

Las Estructuras de Puntos de Lewis

Represente la estructura de Lewis para ocho elementos de su tabla periódica y que pertenezcan a diferentes grupos.

3. La regla del octeto Es la tendencia que presentan los átomos de los elementos del sistema periódico, es completar sus últimos niveles de energía con una cantidad de 8 electrones tal que adquiere una configuración semejante a la de un gas noble, los cuales están ubicados al extremo derecho de la tabla periódica y son inertes, o sea que es muy difícil que reaccionen con algún otro elemento pese a que son elementos electroquímicamente estable, ya que cumplen con la ley de Lewis, o regla del octeto.

Ejemplo: 2e-) 8e-) 1e-) 11 Na

¿Qué debe suceder en este átomo para tener ocho e- en su última capa?

17

Cl

2e-) 8e-) 7e-)

11

Na

2e-) 8e-) 1e-) -1e-

2e-) 8e-)

Cl

2e-) 8e-) 7e-) +1e-

2e-) 8e-) 8e-)

17

¿Qué debe suceder en este átomo para tener ocho e- en su última capa?

Na+1 Cl-1

La suma de los electrones de cada uno de los átomos son 8, llegando al octeto. Nótese que existen casos de moléculas con átomos que no cumplen el octeto y son estables igualmente.

Limitaciones de la regla del octeto a) Cabe observar que, contradictorio a la regla del octeto, los átomos de los elementos que se encuentran después del segundo período de la tabla periódica, pueden acomodar más de ocho electrones en su capa externa. Ejemplos de esto son los compuestos PCl5 y SF6. b) Algunas moléculas o iones sumamente reactivos tienen átomos con menos de ocho electrones en su capa externa. Un ejemplo es el trifluoruro de boro (BF 3). En la molécula de BF3 el átomo de boro central sólo tiene tres electrones a su alrededor. c) Antes de que se puedan escribir algunas estructuras de Lewis, se debe conocer la forma en que los átomos están unidos entre sí.

132

4. Tipos de enlaces químicos 4.1 Antecedentes "La naturaleza de las fuerzas que dan lugar al enlace químico fue objeto de muchas especulaciones (ya Demócrito pensaba que los átomos tenían ganchos), pero quedó desconocida, forzosamente, hasta el establecimiento de la constitución del átomo, aunque antes, J. J. Berzelius y S. Arrhenius presintieron que se trataba de fuerzas eléctricas. Actualmente se sabe que el enlace resulta de las fuerzas de Coulomb entre las cargas eléctricas positivas y negativas del núcleo y los electrones.

Ya conoces algunos aspectos acerca de la estructura de los átomos, pero en la naturaleza es muy raro encontrar los átomos aislados, solamente los gases nobles y metales en estado de vapor se presentan como átomos aislados, el resto de las sustancias se presentan formando agrupaciones de átomos.

Analice: a) ¿Por qué se unen los átomos? b) ¿Qué relación existe entre enlace y energía? c) ¿Qué explica la teoría cuántica?

La pequeñez de la masa de los constituyentes, y en especial del electrón, hace que solamente les sea aplicable la mecánica cuántica y, por tanto, la descripción matemática del enlace es generalmente complicada. La teoría cuántica del enlace es la base de la teoría moderna de la valencia. La creación de un enlace entre dos o más átomos va acompañada, obligatoriamente, de una liberación de energía e implica su acercamiento hasta una distancia de enlace. La distancia interatómica es, pues, el criterio experimental de la existencia de enlace, y un enlace es más fuerte y libera más energía cuanta más pequeña es esa distancia. A pesar de la posibilidad teórica de un estudio unificado, resulta cómodo considerar separadamente tres enlaces diferentes, el iónico, el covalente y el metálico, cada uno de los cuales representa un caso límite, siendo posibles también todos los casos intermedios.

La diferencia entre estos tres enlaces estriba en la diferente distribución electrónica en las proximidades de los átomos enlazados y, por tanto, en la diversa direccionalidad de las fuerzas que resultan.

En todos los casos, cada núcleo conserva cerca de él los electrones del corazón, es decir, los que no forman parte de la capa de valencia.

Los electrones de valencia, por otra parte, están localizados de manera diversa".

Heribert Barrera.

En la tabla periódica solamente hay catalogados 118 elementos, obviamente hay más sustancias en la naturaleza que los 118 elementos puros. Esto es porque los átomos pueden reaccionar unos con otros para formar nuevas sustancias denominadas compuestos. Un compuesto se forma cuando dos o más átomos se enlazan químicamente. El compuesto que resulta de este enlace es químicamente y físicamente único y diferente de sus átomos originarios.

Miremos un ejemplo. El elemento sodio es un metal de color plateado que reacciona tan violentamente con el agua que produce llamas cuando el sodio se moja. El elemento cloro es un gas de color verdoso que es tan venenoso que fue usado como un arma en la Primera Guerra Mundial. Cuando estos químicos se enlazan, estas dos peligrosas sustancias forman un compuesto, el cloruro de sodio. ¡Este es un compuesto tan inofensivo que consumimos todos los días - la sal de mesa común!

+

Metal de sodio

→ Gas de Cloro

Sal de mesa

133

En 1916, el químico americano Gilbert Newton Lewis propuso que los enlaces químicos se formaban entre los átomos porque los electrones de los átomos interactuaban entre ellos. Lewis había observado que muchos elementos eran más estables cuando ellos contenían ocho electrones en su envoltura de valencia. El sugirió que los átomos con menos de ocho valencias de electrones se enlazaban para compartir electrones y completar sus envolturas de valencia.

Es decir, los átomos cuando se aproximan unos a otros y "chocan" su última capa entre sí (de ahí la importancia de conocer cuántos electrones tiene un átomo en su última capa), tienden a ceder, captar o compartir sus electrones (esto constituye una reacción química), obteniendo como producto átomos con capas de valencia de máxima estabilidad, que es la que corresponde a los gases inertes s 2p6 (8e- excepto el He, s2), por eso estos átomos no reaccionan.

Por lo tanto, la descripción íntima de un enlace químico debe ser esencialmente electrónica. El comportamiento y la distribución de los electrones en torno del núcleo es lo que da el carácter fundamental de un átomo; lo mismo debe de ser para las moléculas. Por ello, en cierto sentido, la descripción de los enlaces en cualquier molécula es, simplemente, la descripción de su distribución electrónica.

Se establece estableceununenlace enlace químico entre átomos o grupos de átomos las que fuerzas que actúan Se químico entre dos dos átomos o grupos de átomos cuando cuando las fuerzas actúan entre ellos entre son ellos, tal que conducen a laa formación dede unun agregado que es es conveniente convenientepara paraelel de índole tal que conducen la formación agregadocon consuficiente suficiente estabilidad, estabilidad, que químicoconsiderarlo considerarlo como una especie molecular independiente. Se denomina ENLACE QUÍMICO a las químico como una especie molecular independiente. uniones entre átomos que surgen al ceder, captar o compartir electrones entre sí con el fin de lograr la estructura más estable en la última capa.

Reflexione:

"TODO TIENDE A EVOLUCIONAR HASTA LLEGAR A UNA FORMA DE MÁXIMA ESTABILIDAD".

Es evidente, por otra parte, que la manera de unirse los átomos entre sí para formar sustancias puras (compuestos) no siempre es la misma, por ejemplo: NaCl.....sólido soluble en agua, conductor en disolución.

Azúcar....sólido soluble en agua, no conductor en disolución.

H2S.......gas.

H2O.......líquido.

Debido a esto encontramos diferentes tipos de enlace de acuerdo al comportamiento y características de los elementos que participan en dicho enlace:  Enlace iónico  Enlace covalente  Enlace metálico

4.2 Enlaces Iónicos Observe y analice: Na +Cl NaCl ¿Por qué se forma el cloruro de sodio? ¿Cómo crees que se forma?

Escribe la configuración electrónica del Na11 y del Cl 17. Cuántos electrones necesita el Na y el Cl para que sea químicamente estable.

11Na__________________________________________________________________________________________________.

Cl __________________________________________________________________________________________________.

En este tipo de enlace los electrones se transfieren completamente de un átomo a otro. Durante este proceso de perder o ganar electrones cargados negativamente, los átomos que reaccionan forman iones. Lo iones cargados de manera opuesta se atraen entre ellos a través de fuerzas electroestáticas que son la base del enlace iónico. Los átomos que tienden a ceder electrones con facilidad (metales, llamados cationes), con otros que tiendan a ganar fácilmente los electrones (no metales, llamados aniones).

17

134

Observe la representación del enlace del cloruro de sodio, haciendo uso de la estructura de Lewis:

También podemos representar el enlace sodio y cloro de la siguiente forma: El sodio pierde su único electrón de valencia y el cloro gana un electrón de valencia resultando en un ión de sodio cargado positivamente (izquierda) y un ión de cloro cargado negativamente (derecha).

Note que cuando el sodio pierde su electrón de valencia, se hace más pequeño, mientras que el cloro se hace más grande cuando gana un electrón de valencia. Esto es típico de los tamaños relativos de iones a átomos. Después que la reacción tiene lugar, los iones cargado Na+ y Cl- se sujetan gracias a las fuerzas electroestáticas, formando así un enlace iónico.

Los compuestos iónicos comparten muchas características en común:       

Los enlaces iónicos se forman entre metales y no metales.

Al nombrar compuestos iónicos simples, el metal siempre viene primero, el no metal segundo (por ejemplo, el cloruro de sodio).

Los compuestos iónicos se disuelven fácilmente en el agua y otros solventes polares.

En una solución, los compuestos iónicos fácilmente conducen electricidad.

Los compuestos iónicos tienden a formar sólidos cristalinos con temperaturas muy altas.

Los iones pueden ser separados de la red fundiendo el compuesto o bien disolviéndolo en sustancias polares como el agua. Por este motivo estos compuestos en disolución acuosa conducen la corriente eléctrica.

Duros y quebradizos (como consecuencia de la estructura de la red, que son cristalinos, fuertes y muy estables).

Na+

Cl-

Esta última característica es un resultado de las fuerzas intermoleculares (fuerzas entre las moléculas) en los sólidos iónicos. Si consideramos un cristal sólido de cloruro de sodio, el sólido está hecho de muchos iones de sodio cargados positivamente y un número igual de iones de cloro cargados negativamente.

Debido a la interacción de los iones cargados, los iones de sodio y de cloro están organizados alternadamente como demuestra el esquema.

Cada ión de sodio es atraído igualmente por todos sus iones de cloro vecinos, y de la misma manera por la atracción del cloruro de sodio. El concepto de una molécula sola se vuelve borrosa en cristales iónicos ya que el sólido existe como un sistema continuo. Las fuerzas entre las moléculas son comparables a las fuerzas dentro de la molécula, y los compuestos iónicos tienden a formar como resultado cristales sólidos con altos puntos de fusión.

Analice: -¿Qué observas en este enlace químico? ¿Qué significa el guión que aparece al final del enlace de la molécula de hidrógeno?

-¿A qué grupo de la tabla periódica corresponden dichos átomos? ¿Cuántos electrones de valencia presentan?

-¿Qué piensas acerca de la estabilidad de estos átomos? ¿Qué sucede entre los electrones de valencia?

-¿Qué caracteriza a un enlace covalente?

135

4.3 Enlace Covalente El segundo mayor tipo de enlace atómico ocurre cuando los átomos comparten electrones. Al contrario de los enlaces iónicos en los cuales ocurre una transferencia completa de electrones, el enlace covalente ocurre cuando dos (o más) elementos comparten electrones.

El enlace covalente ocurre porque los átomos del compuesto tienen una tendencia similar hacia los electrones (generalmente para ganar electrones). Esto ocurre comúnmente cuando dos no metales se enlazan. Ya que ninguno de los elementos que participan en el enlace querrá ganar electrones, estos elementos compartirán electrones para poder llenar sus envolturas de valencia. Un buen ejemplo de un enlace covalente es el que ocurre entre dos átomos de hidrógeno.

H●+xH--- H●xH H -H

Los átomos de hidrógeno (H) tienen un electrón de valencia en su primera envoltura. Puesto que la capacidad de esta envoltura es de dos electrones, cada átomo de hidrógeno 'querrá' recoger un segundo electrón. En un esfuerzo por recoger un segundo electrón, el átomo de hidrógeno reaccionará con átomos de hidrógeno (H) vecinos para formar el compuesto H2. Ya que el compuesto de hidrógeno es una combinación de átomos iguales, los átomos compartirán cada uno de sus electrones individuales, formando así un enlace covalente. De esta manera, ambos átomos comparten la estabilidad de una envoltura de valencia.

Ya que los electrones están compartidos en molécula covalentes, no se forman cargas iónicas. Por consiguiente, no hay fuerzas intermoleculares fuertes en los compuestos covalentes como las moléculas iónicas. Como resultado, muchos compuestos iónicos son gases o líquidos a temperatura ambiente en vez de sólidos como los compuestos iónicos en las moléculas covalentes que tienden a tener una atracción intermolecular más débil. Igualmente, al contrario de los compuestos iónicos, los compuestos covalentes existen como verdaderas moléculas.

4.4 Enlaces Múltiples Para cada par de electrones compartidos entre dos

H2

H:H

H-H

átomos, se forma un enlace covalente único. Algunos átomos pueden compartir múltiples pares de electrones, formando enlaces covalentes múltiples. Por ejemplo, el oxígeno (que tiene seis electrones de valencia) necesita dos electrones para completar su envoltura de valencia.

Cuando dos átomos de oxígeno forman el compuesto O 2, ellos comparten dos pares de electrones, formando dos enlaces covalentes.

O2

O=O Las estructuras de Lewis también pueden ser usadas para mostrar el enlace entre átomos. Los electrones que se enlazan se colocan entre los átomos y pueden ser representados por un par de puntos, o un guión (cada guión representa un par de electrones, o un enlace).

136

4.4Enlaces Polares y No-Polares En realidad, hay dos sub tipos de enlaces covalente. La molécula H2 es un buen ejemplo del primer tipo de enlace covalente el enlace no polar. Ya que ambos átomos en la molécula H 2 tienen una igual atracción (o afinidad) hacia los electrones, los electrones que se enlazan son igualmente compartidos por los dos átomos, y se forma un enlace covalente no polar. Siempre que dos átomos del mismo elemento se enlazan, se forma un enlace no polar.

Un enlace polar se forma cuando los electrones son desigualmente compartidos entre dos átomos. Los enlaces polares covalentes ocurren porque un átomo tiene una mayor afinidad hacia los electrones que el otro (sin embargo, no tanta como para empujar completamente los electrones y formar un ión). En un enlace polar covalente, los electrones que se enlazan pasarán un mayor tiempo alrededor del átomo que tiene la mayor afinidad hacia los electrones. Un buen ejemplo del enlace polar covalente es el enlace hidrógeno oxígeno en la molécula de agua.

Las moléculas de agua contienen dos átomos de hidrógeno enlazados a átomo de oxígeno. El oxígeno, con seis electrones de valencia, necesita dos electrones adicionales para completar su envoltura de valencia.

Cada hidrógeno contiene un electrón. Por consiguiente el oxígeno comparte los electrones de dos átomos de hidrógeno para completar su propia envoltura de valencia, y en cambio, comparte dos de sus electrones con cada hidrógeno, completando la envoltura de valencia H.

un

La principal diferencia entre el enlace H-O en el agua (H-O-H) y el enlace H, es el grado de los electrones compartidos. El gran átomo de oxígeno tiene una mayor afinidad hacia los electrones que los pequeños átomos hidrógeno. Ya que el oxígeno tiene una atracción más fuerte en los electrones que se enlazan, el electrón ocupado anteriormente conduce a una desigual participación.

Hde

Los Dipolos Los electrones de valencia en las moléculas de agua ocupan más tiempo alrededor del átomo de oxígeno que los átomos de hidrógeno, la parte de oxígeno de la molécula desarrolla una carga parcial negativa (debido a la carga negativa en los electrones). Por la misma razón, la parte de hidrógeno de la molécula desarrolla una carga parcial positiva. Los iones no se forman, a pesar de que la molécula desarrolla en su interior una carga eléctrica parcial llamada un dipolar.

4.5 Enlace covalente coordinado o dativo

El enlace covalente suele producirse entre átomos de elementos a los que en su última capa les faltan pocos electrones para conseguir los mismos que los de la última capa del gas noble más cercano. Este enlace tiene lugar entre átomos distintos. Enlace covalente coordinado o dativo entre dos átomos es el enlace en el que cada par de electrones compartido por dos átomos es aportado por uno de los átomos. El átomo que aporta el par de electrones se denomina dador, y el que lo recibe, receptor.

El enlace coordinado se representa por medio de una flecha (→) que parte del átomo que aporta los dos electrones y se dirige hacia el que no aporta ninguno. Un ejemplo de enlace coordinado lo tenemos cuando se forma el catión amonio, NH4 +, a partir del amoniaco,NH3, y del ion de hidrógeno, H+.

En la reacción anterior, el amoniaco se une con un protón H+ para formar el ion amonio, NH4 +. El amoniaco aporta un par de electrones que son compartidos por el ion H +, el cual adquiere de esta forma la configuración estable del gas noble He.

137

Ejercite:

1) Represente y clasifique los siguientes enlaces: 

H2 SO4



Sodio-hidrógeno



HBrO3

Calcio-yodo

CO2

SO3 HBr

HCN

O2 Aluminio-oxígeno

HIO

H2CO3

2) ¿Cuáles de los siguientes compuestos son iónicos?

(KCI), (CO2),

( Na2S) , (CCl4) ) ,(NaI), (Zn), (SO2), (MgCl2),(KBr) y (CO)

3) ¿Cuáles de los siguientes compuestos son covalentes?

(KCI), (CO2), (Na2S) y (CCl4) 4) ¿Por qué los compuestos covalentes son malos conductores de la electricidad?

5) Resuelve: A. De las siguientes afirmaciones, señala cuáles son verdaderas y cuáles son falsas: a) Los elementos que pueden formar enlaces covalentes se presentan en forma de átomos aislados. ( ) b) En el enlace iónico, los iones comparten electrones. (

)

c) Los átomos pueden compartir más de un par de electrones. (

)

d) Si un compuesto es gaseoso a temperatura ambiente, seguro que es covalente molecular. ( e) Las sustancias iónicas conducen siempre la electricidad. (

)

)

B. ¿Cuál es la principal característica de los gases nobles desde el punto de vista químico? ¿Sabrías explicar a qué se debe?

C. El nitrógeno existe en la naturaleza en forma molecular (N 2) ¿Qué clase de enlace presenta?

D. Haz un modelo de dicho enlace mediante la notación de Lewis.

4.6 Enlace Metálico Este tipo de enlace se da entre átomos de un mismo elemento metálico, formando una red llamada Red Metálica. Estos pueden formar únicamente iones positivos (CATIONES), luego no es posible la formación de enlaces iónicos, pues para ello son necesarios iones positivos y negativos. Tampoco pueden dar lugar a enlaces covalentes, pues los átomos metálicos no tienen suficientes electrones de valencia para que en sus enlaces puedan cumplir la regla del OCTETO. Los átomos se unen entre sí formado un cristal metálico o red en la cual los electrones de las últimas capas de los átomos pertenecen a todos los átomos del cristal. Los iones positivos forman un conjunto ordenado y los electrones se mueven libremente formando una nube que envuelve a los iones positivos, lo que explica satisfactoriamente la conductividad térmica y eléctrica de estos materiales, así como sus propiedades físicas más características.

138

ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES METÁLICOS Propiedades Debido a • Sólidos a temperatura ambiente con altos puntos de fusión y ebullición.

• Buenos conductores del calor y la electricidad.

• Dúctiles y maleables (Deformables).

• La red cristalina es difícil de romper.

• La naturaleza de la red cristalina.

• Las moléculas de agua atraen y separan a los iones, deshaciendo la red.

• En estado líquido los iones pueden moverse en la red y permitir así el paso de la corriente eléctrica.

En el siguiente esquema se sintetizan las características de los tipos de enlaces químicos:

139

II NOMENCLATURA QUÍMICA 1. Fórmula, función química y grupo funcional Cuando la química era una ciencia joven y el número de compuestos conocidos era pequeño, se podían memorizar todos los nombres. Muchos nombres se derivan de su aspecto físico, de sus propiedades, de su origen o de sus aplicaciones, por ejemplo: leche de magnesia, gas hidratante, piedra caliza, sosa caústica, lejía, sosa para lavar y polvo de hornear.

En la actualidad, el número de compuestos conocidos sobrepasa los 20 millones. Por fortuna, no es necesario memorizar sus nombres. A través de los años, los químicos han diseñado un sistema claro para nombrar las sustancias químicas. Las reglas propuestas son aceptadas mundialmente, lo que facilita la comunicación entre los químicos y proporciona una forma útil para trabajar con la abrumadora cantidad de sustancias. El aprendizaje de estas reglas en el momento actual, proporciona un beneficio casi inmediato a medida que se avanza en el estudio de la química.

El estudio de estas reglas lo vamos a iniciar con un concepto ya estudiado pero que en este momento es bueno recordar, nos referimos al concepto de elemento químico y su representación. Toda materia, ya sea orgánica e inorgánica, está formada por átomos que corresponden a elementos, estos se representan por un símbolo que es lo que se llama símbolo químico y es la expresión escrita, abreviada de aceptación universal que representa a un elemento químico de manera única.

El símbolo del elemento químico se deriva, por lo general, de su nombre latino: puede ser una sola letra, dos y en casos especiales tres letras. La primera letra del símbolo se escribe siempre en mayúscula y el resto en minúsculas.

Nombre del elemento Carbono Calcio Mercurio Aluminio

Símbolo químico C Ca Hg Al

Cuando los átomos de los elementos se unen para formar compuestos químicos, estos se representan por medio de fórmulas químicas.

1.1 Fórmula química Es un conjunto de símbolos destinados a representar la composición química de una sustancia compuesta.

En otras palabras, constituye la combinación adecuada de los símbolos de los átomos que integran una molécula. Una fórmula química suministra información acerca de la clase de átomos y del número relativo de estos que forman una sustancia. También debe informar si representan moléculas, iones o cristales; por ejemplo dos átomos de aluminio y tres átomos de oxígeno.

Interpretación de una fórmula química: Ej: Fosfato de calcio

Ca3(PO4) 2

3 átomos de calcio

8 átomos de oxígeno 2 átomos de fósforo

140

2. Número de oxidación El número de oxidación de un elemento en cualquier entidad química es la carga que tendría un átomo de dicho elemento si los electrones de cada enlace se asignasen al átomo más electronegativo. El número de oxidación se puede calcular fácilmente a partir de las siguientes reglas:  En un compuesto siempre deberán existir elementos que actúen con número de oxidación positivo y otros con número de oxidación negativo: Na+1Cl-1.  Al escribir la fórmula normalmente se coloca primero el o los elementos que actúen con números de oxidación positivo.  En las sustancias simples, es decir las formadas por un solo elemento, el número de oxidación es 0: S80, Cl20, Fe0.  Los metales de los grupos I, II, III, siempre tienen número de oxidación +1,+2 y +3.  El oxígeno actúa con número de oxidación -2, excepto en los peróxidos en los cuáles su número de oxidación es -1: H2O2 (peróxido)  El hidrógeno para formar hidrácidos actúa con número de oxidación +1, a excepción de los hidruros que es -1: H2S (hidrácido) NaH (hidruro metálico).  En todo compuesto la suma algebraica del número de oxidación de los elementos multiplicados por los subíndices correspondientes de los mismos debe ser igual a cero.

 



H2 +1 Sx O4 -2 de tal forma H2SO4 +2 +X -8=0 +2+6-8=0 X=+8-2 0=0 X=+6 Cuando todos los subíndices de una fórmula son múltiplos de un mismo número se pueden dividir obteniéndose así la fórmula simplificada del compuesto.

La suma algebraica de los números de oxidación de los elementos en un ión debe ser igual a la carga del ión, Por ejemplo: Ión carbonato CO3-2 de tal forma: CO3-2 X-6=-2 +4-6=- -2 X= -2+6 -2= -2 X=+4 Los metales de transición presentan por lo regular dos o más números de oxidación positivos, según el número de electrones que entreguen, por ejemplo: En Fe con números de oxidación +2,+3: Óxido férrico Óxido ferroso Fe2O3 FeO

Ejercite:

Encuentre los números de oxidación para: H2S

SO2

HBr

KF

Au

NO3-1

H2SeO3

CuH

O2

H2Se

F2

K2SeO4

H 2SeO4

PO4-3

H2O

Elabore un mapa conceptual acerca de los tipos de enlace químico

141

3. Tipos de nomenclatura Los compuestos inorgánicos se agrupan en funciones, químicas, las cuales se caracterizan por un átomo o grupo de átomos que siempre está presente. La diferenciación de dichos compuestos parte de la aplicación y características de los mismos, sin embargo la nomenclatura química de los compuestos inorgánicos ayuda a la formación de sustancias inorgánicas es decir sustancias que no tienen al carbono como elemento principal, por tanto son sustancias de origen mineral.

Debes saber que hay diferentes formas de nombrar un mismo compuesto mediante palabras, prefijos o terminaciones.

Los nombres usados para varios compuestos químicos eran antiguas reliquias de los días en que la alquimia se encontraba en su apogeo. Nombres como "polvo de ", "sal de Alembroth", "agua fagedénica" o "colcótar" nada revelaban sobre los componentes de un producto químico, o sobre la relación entre los diferentes productos. Observamos nombres como "óleo de tártaro por la campana", "óleo de vitriolo", "mantequilla de antimonio" o flores "de zinc" son aún más indescifrables, porque nos conducen a ideas erradas. Lejos de que se relacionen con el óleo, mantequilla o flores, tales productos son, en su mayor parte, venenos poderosos.

El sistema de nomenclatura química inorgánica agrupa y nombra a los compuestos inorgánicos, que son todos los compuestos diferentes de los orgánicos.

Actualmente se aceptan tres sistemas o sub-sistemas de nomenclatura, estos son: el sistema de nomenclatura estequiométrica o sistemático, el sistema de nomenclatura funcional o clásico o tradicional y el sistema de nomenclatura de Stock. Estos tres sistemas nombran a casi todos los compuestos inorgánicos, siendo la nomenclatura tradicional la más extensa, debido a que es utilizada en diferentes ramas del desarrollo físico y alternativo.

1. Sistemática: Se nombra con la palabra óxido precedida de los prefijos griegos mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa…según el número de átomos de oxígeno que existan e indicando de la misma forma, a continuación, la proporción del segundo elemento. Ej. Dióxido de carbono (CO2), Pentaóxido de dinitrógeno (N2O5).

2. Stock: La valencia o número de oxidación del metal se indica con números romanos entre paréntesis inmediatamente después del nombre. Si el elemento que se combina con el oxígeno posee valencia única no es necesario indicarla.

Ej. CaO Óxido de calcio, FeO Óxido de hierro (II), Na2O Óxido de sodio,Fe2O3Óxido de hierro (III).

3. Tradicional: Utilizando los prefijos y sufijos: Hipo-……-oso ………….-oso ………….-ico Per-……..-ico Si el elemento presenta cuatro posibles valencias, la menor de ellas se indica con el prefijo hipo- y la terminación –oso; las dos valencias intermedias con el sufijo –oso la menor de las dos y con el sufijo – ico la mayor de las dos; y la mayor de las cuatro con el prefijo per- y el sufijo – ico.

Ej. CaO Óxido cálcico o de calcio, FeO Óxido ferroso, Na2O Óxido sódico o de sodio, Fe2O3 Óxido férrico.

142

Nomenclatura Química son

Normas que deben seguirse para nombrar los compuestos químicos.

Estas reglas son establecidas por la IUPAC (Unión Internacional de la Química Pura Y aplicada)

Átomo o grupo de átomos que determinan propiedades Químicas semejantes a un grupo de sustancias: O2, H2

Tipos

Se basa en Grupo funcional

Función química Stock

Sistemática Conjunto de sustancias con propiedades químicas semejantes: óxidos, hidruros.

Se utiliza cuando el catión presenta más de un número de oxidación, y se escribe con paréntesis y nº romanos.

Se usan prefijos para indicar la cantidad de átomos: di, tri, tetra, penta, hexa,hepta, octa, nona, deca.

Común (tradicional) Muy utilizado en farmacias, hospitales. Se aplican terminaciones o prefijos, dependiendo de la cantidad de números de oxidación presentes en el compuesto: hipo_oso, oso, ico, per_ico.

143

Oxígeno

Metal +

No Metal

Hidrógeno +

Oxígeno producen Agua

Óxido básico +

dan

Agua

producen

Óxido ácido + Hidrácido

producen dan Hidróxido Oxácido

Sales Interprete: -¿Cuántos tipos de óxidos se presentan? ¿Cómo se producen? ¿Cuántos átomos participan en la combinación de óxidos? ¿Cómo se diferencian?

-¿Cómo se obtienen los hidróxidos? ¿En qué se diferencian de los óxidos? ¿Qué relación encuentras entre hidróxidos y oxácidos?

-¿Cuántos tipos de sales se forman? ¿Quiénes se deben combinar? ¿En qué se diferencian estas sales?

-Escribe las reacciones que se necesitan para forma los compuestos: Óxidos básicos: ________________________________________________________________________________________ Óxidos ácidos: _________________________________________________________________________________________ Hidruros

: _________________________________________________________________________________________

Sales haloideas o binarias: _____________________________________________________________________________ Hidrácidos

: ________________________________________________________________________________________

Hidróxidos

: ________________________________________________________________________________________

Oxácidos

: ________________________________________________________________________________________

Oxisales

: ________________________________________________________________________________________

144

4. Compuestos binarios Son compuestos formados por la combinación de dos átomos diferentes, estos corresponden a las siguientes funciones químicas: óxidos, hidrácidos, sales haloideas e hidruros.

4.1 Función óxido: Son compuestos binarios que se forman por la unión del oxígeno con otro elemento; si se trata de un metal al óxido se le llama: oxido básico u óxido metálico, en tanto que si se trata de un no metal se le denomina óxido ácido u óxido no metálico.

Para nombrar óxidos: Se utiliza la palabra óxido, seguida del nombre específico del metal, siempre y cuando el elemento metálico presente un número de oxidación, por ejemplo: Al2O3 óxido de aluminio.

Para formular óxidos: -Se escribe el metal (catión) -Se escribe el no metal (anión-oxígeno) -Anotar el número de oxidación de cada átomo.

-Se intercambian los números de oxidación, que pasan a ser subíndices.

Cuando el elemento metálico presenta varios números de oxidación pueden aplicarse diferentes sistemas de nomenclatura, Cu: +1,+2: Compuesto

Nomenclatura Stock

Nomenclatura sistemática

Nomenclatura tradicional

Cu2O

óxido de cobre (I)

monóxido de dicobre

óxido cuproso

CuO

óxido de cobre (II)

monóxido de cobre

óxido cúprico

Recordando: 

En el sistema Stock se escribe el nombre genérico, en este caso óxido, seguido por la preposición de y el nombre del elemento. Adicionalmente, entre paréntesis se escribe en número romanos el número de oxidación del elemento unido al oxígeno. Si el elemento tiene un solo número de oxidación, se omite el número romano dentro de un paréntesis.



En la nomenclatura sistemática para los óxidos se utiliza el prefijo numeral mono, di, tetra, penta, hexa, etc., para designar el número de oxígenos, seguido de la palabra óxido y el número de átomos del otro elemento.



La nomenclatura tradicional, utiliza los sufijos ico y oso y los prefijos hipo y per de la siguiente manera: si el elemento presenta dos números de oxidación, se utiliza ico para el mayor número de oxidación del elemento que acompaña el oxígeno y oso para el menor. (Observa el ejemplo de la derecha)

Reacción:

2Cu+1 +O2

2Cu2O

2 Cu+2 + O2

2 CuO

4.2 Función hidrácido Estos ácidos se forman por la combinación de los halógenos (F, Cl, Br, I) o el azufre (S) con el Hidrógeno.

Para nombrar a estos compuestos se antepone la palabra ácido, luego el nombre específico del no metal y sustituyendo la última vocal del compuesto por el sufijo hídrico.

145

H+ HF HCl HBr HI H2S

-

F ClBrIS-2

Ácido fluorhídrico Ácido clorhídrico Ácido Bromhídrico Ácido iodhídrico Ácido sulfhídrico

Reacción: H2 + F2

2HF

4.3 Función sal binaria Se forman por la combinación de un ácido hidrácido más un metal (catión) el cual reemplaza al hidrógeno del ácido hidrácido.

Para formular sales: -Se escribe el metal (catión) -Se escribe el no metal (anión) -Anotar el número de oxidación de cada átomo.

-Se intercambian los números de oxidación, que pasan a ser subíndices.

La mayoría de estos compuestos tienen un metal o un no metal. Para nombrarlos se menciona el nombre del no metal agregando el sufijo “uro” seguido del nombre del metal, siempre y cuando el metal presente un número de oxidación: NaBr: Bromuro de sodio.

Cuando el elemento metálico presente varios números de oxidación pueden aplicarse diferentes sistemas de nomenclatura, Cu: +1,+2 y el no metal Cloro -1. Complete: Compuesto CuCl2

Nomenclatura Stock

Nomenclatura sistemática

Nomenclatura tradicional

CuCl

Reacción:

2Cu+1

+

Cl2

2CuCl

Cu+2

+ Cl2

5. Compuestos Ternarios Estos compuestos están formados por 3 elementos químicos: un catión (H hidrógeno o un no metal) y un ión poliatómico que corresponde a las funciones de hidróxido o base, ácido oxácido y una sal ternaria neutra.

Para nombrar los compuestos ternarios, se menciona primero el grupo poliatómico (radical) negativo y en seguida se menciona el nombre del catión. Para nombrar estos compuestos es necesario conocer el nombre de los iones poliatómicos.

Para formular compuestos ternarios: -Se escribe el átomo con carga positiva.

-Se escribe el (anión o ión poliatómico) -Anotar el número de oxidación de cada átomo.

-Se intercambian los números de oxidación, que pasan a ser subíndices.

5.1 Función hidróxido o base: Se forman por la combinación de un ión (OH-) con un catión metálico. Los iones (OH-) son llamados oxidrilos, hidroxilos o hidróxidos. Los hidróxidos provienen de reacciones entre un óxido metálico con el agua dando origen a una base constituida por un metal y el grupo hidroxilo.

2KO + H2O

2KOH

CaO + H2O

Ca(OH)2

146

Observe la nomenclatura de algunos hidróxidos: FORMULA NaOH AgOH Ca(OH)2 Al(OH)3 Fe(OH)3

STOCK Hidróxido de sodio Hidróxido de plata Hidróxido de Calcio Hidróxido de aluminio Hidróxido de hierro (III)

SISTEMATICA Hidróxido de sodio Hidróxido de plata Dihidróxido de calcio Trihidróxido de aluminio Trihidróxido de hierro

TRADICIONAL Hidróxido de Sodio Hidróxido de plata Hidróxido de calcio Hidróxido de aluminio Hidróxido férrico

La nomenclatura Stock, utiliza el nombre genérico (hidróxido) y el nombre del metal colocando adicionalmente entre paréntesis en números romanos el número de oxidación del elemento unido al OH -, cuando se trata de elementos con más de un número de oxidación. Esto se omite cuando el elemento tiene un solo número de oxidación.

Fe(OH)3 Hidróxido de hierro (III) El sistema tradicional comienza con el nombre del hidróxido y luego va la terminación “oso” si se trata del menor número de oxidación e “ico” si se trata del mayor número de oxidación, ejemplo: Fe (OH)3 Hidróxido Férrico. Si el elemento tiene un solo número de oxidación, simplemente se utiliza el nombre del metal y se le da la terminación ico, ejemplo NaOH Hidróxido sódico.

La nomenclatura sistemática utiliza los prefijos di, tri, tetra, etc. Si la fórmula presenta dos, tres o cuatro grupos OH- respectivamente y así sucesivamente en caso de presentar más.

5.2 Función oxácido En la nomenclatura tradicional el compuesto se nombrará con la palabra ácido y se hace uso de los sufijos oso o ico y de los prefijos hipo o per, si existen más de dos oxácidos de ese elemento. Observe el ejemplo de la combinación de la formulación y nomenclatura del átomo de cloro con el átomo de oxígeno: VALENCIA DEL CLORO

COMPUESTO

NOMENCLATURA

+1 +3 +5 +7

HClO HClO2 HClO3 HClO4

Ácido hipocloroso Ácido cloroso Ácido clórico Ácido perclórico

6. Compuestos Cuaternarios 6.1 Función sal (ternarias y cuaternarias) Existen cuatro tipos:  Las sales básicas que pueden obtenerse cuando: a) Se sustituye el grupo hidroxilo (OH) de una base, total o parcialmente NaOH + HClO NaClO +H2O b) Se sustituyen parcialmente los átomos metálicos de una sal neutra por grupos hidroxilos Cu (OH)2 + HNO3 CuOH (NO3) + H2O  Sales ácidas: se forman cuando los elementos metálicos no reemplazan la totalidad de los hidrógenos catiónicos.

H2SO4 + K KHSO4 (Sulfato ácido de potasio o tetraoxosulfato IV de potasio)  Sales dobles: se forman cuando más de un elemento metálico (catión) sustituye a los hidrógenos del ácido.

H2SO4 + Na + K NaKSO4 sulfato de sodio y potasio.

147

 Sales neutras: se forman al reemplazar los hidrógenos catiónicos de los ácidos de los ácidos por elementos metálicos.

HClO + Na NaClO Nomenclatura de las sales neutras: el nombre que recibe una sal neutra se deriva del ácido del cual se origina, cambiando sus terminaciones como se indica en la siguiente tabla: NOMBRE DEL ÁCIDO Ácido hipocloroso -oso -ico Per – ico

NOMBRE DE LAS SAL NEUTRA Hipo - ito -ito -ato Per - ato

La nomenclatura tradicional continúa teniendo una amplia difusión en cuanto a las sales neutras, en el campo de la industria y los productos comerciales.

FORMULA HgSO4 NaSO4 Cu(NO3)2

NOMENCLATURA TRADICIONAL Sulfato mercurioso Sulfato de sodio Nitrato cuproso

NOMENCLATURA MODERNA Tetrosulfato IV de mercurio Tetrasulfito IV de sodio Trioxonitrato II de cobre

Realice la siguiente actividad.

Ahora que ya conoces los diferentes sistemas de nomenclatura y las diferentes funciones químicas de los compuestos inorgánicos busca un producto de aseo personal tal como shampoo, una crema dental y lee en la etiqueta los ingredientes trata de identificar si existen entre los componentes de este producto algunas de las funciones inorgánicas que se han mencionado en este tema y trata de determinar de qué tipo de nomenclatura se trata.

7. Las funciones químicas en los procesos industriales 7.1 Importancia El avance de la tecnología y la industria está aunado al conocimiento generado en las diferentes áreas de la ciencia, una de estas áreas es la química, que tiene un papel fundamental en el avance de nuestra civilización.

Poniendo un poco de atención es fácil darse cuenta que la presentación de compuestos químicos y su uso está presente en nuestra forma de vida, aún sin percatarnos de ello. Simples compuestos como sueros de hidratación o soluciones de glucósidos pueden salvar vidas, al ácido de las baterías contribuye a poner en marcha miles de vehículos y maquinaria cada día. Preparémonos entonces a conocer la importancia que tienen las funciones en nuestras vidas.

La química está presente en todo lo que nos rodea, las reacciones químicas se dan en la naturaleza de manera espontánea o inducida para que la vida sea posible. En el laboratorio la capacidad para crear reacciones que intervienen en una reacción.

Propiedades y utilidad de óxidos, ácidos, bases, sales y compuestos orgánicos Los óxidos, ácidos, bases, sales y compuestos orgánicos son compuestos químicos que resultan de diferentes reacciones químicas.

En la naturaleza se encuentran muchos de estos compuestos, pero también pueden obtenerse en el laboratorio; algunos se producen dentro de nuestro cuerpo; por ejemplo, el ácido clorhídrico se produce en el estómago.

Hay compuestos orgánicos e inorgánicos; muchos de ellos se emplean comúnmente.

Tanto en el hogar como en la industria, así como en el trabajo agrícola; algunos de ellos los transforma el ser humano a partir de materias primas que adquiere del medio natural. En la naturaleza se encuentran una serie de sustancias que se unen, se mezclan, se combinan y forman todos los materiales que constituye las diferentes capas de la tierra y que se encuentran en cualquiera de los estados de la materia; sólido, líquido o gaseoso.

148

Además de utilizar la materia prima como carbón, azufre, sal, petróleo, etc. Que convierte en detergentes, plásticos, papel, explosivos, automóviles, electrodomésticos, y otros, también el ser humano usa gran parte de los materiales que existen para su supervivencia; por ejemplo, emplea el oxígeno, el aire, los minerales y todos aquellos que se encuentran en el suelo, los cuales adquiere por medio de las plantas. Estas los toman y luego el ser humano se alimenta de ellas.

De forma natural o por acción del ser humano, encontramos sustancias inorgánicas y sustancias orgánicas.

Entre las sustancias inorgánicas encontramos todos los óxidos, bases, ácidos y sales excepto aquellas que contengan carbono o hidrógeno en su composición.

Entre las sustancias orgánicas encontramos todos los compuestos que contengan carbono o hidrógeno excepto el ácido cianhídrico (HCN), el ácido carbónico (H 2CO3) y el ácido carbonoso (H2CO2).  Óxidos: son compuestos binarios que se forman por una reacción de combinación del oxígeno con otro elemento; si se trata de un metal al óxido se le llama óxido básico, en tanto que si se trata de un no metal se le denomina óxido ácido u óxido no metálico.  Como ejemplo de óxido, básico podemos el óxido de hierro, cuya fórmula química es Fe 2O 3 y que lo vemos comúnmente, se trata de la herrumbre anaranjada que se forma cuando dejamos un pedazo de hierro o algún utensilio que lo contenga por ejemplo un machete a la intemperie; el CO 2 dióxido de carbono, es un ejemplo de óxido ácido, es el compuesto que se utiliza en los extintores de fuego.  Ácidos: son compuestos que resultan de la combinación del hidrógeno con otro elemento o grupos de elementos de mucha electronegatividad y que se caracterizan por tener sabor ácido, reaccionar con el papel tornasol azul y tornarse rosado, generalmente producen quemaduras en la piel si se entra en contacto directo con ellos.

Como ejemplo podemos mencionar el ácido clorhídrico que cuando el estómago lo segrega en cierta cantidad provoca lo que conocemos como acidez estomacal, éste es un ácido binario; otro ejemplo es el ácido sulfúrico, es el ácido que se le agrega a las baterías de los carros.  Bases o hidróxidos: son compuestos ternarios que resultan de la combinación de algunos metales con agua o de un óxido básico con agua.

Un ejemplo del primer caso es el LiOH, hidróxido de litio, en el segundo caso podemos señalar: Hidróxido de Sodio, NaOH, el cual se forma a partir de la reacción del Óxido de Sodio, NaO, con el H 2O. Las bases o hidróxidos se caracterizan entre otras cosas, por tener sabor amargo, ser jabonosos al tacto, cambiar el papel tornasol de rosado a azul, ser buenos conductores de la electricidad en soluciones acuosas y ser corrosivos. El jabón de lavar, la leche de magnesia son dos hidróxidos de uso muy común en nuestros hogares.  Sales: Son sustancias de estabilidad relativa; su actividad y solubilidad están a que pueden originarse de elementos que la integran. Se forman a partir de la reacción de un ácido y una base; ellas pueden reaccionar entre sí y dar origen a compuestos de mayor estabilidad.

Entre otras características, como su nombre lo indica, estos compuestos tienen sabor salado y en disolución acuosa conducen la corriente eléctrica, generalmente son sustancias cristalinas y pueden cambiar de estado por acción del calor.

Las reacciones que dan origen a las sales pueden ser: cuando un ácido reacciona con un metal y éste desplaza al hidrógeno del ácido y ocupa su lugar, o cuando reacciona un ácido con un óxido o un hidróxido para originar, en el primer caso dos sales; en el segundo caso se origina una sal más agua.

149

Otros usos de compuestos inorgánicos: Fórmula Nombre NaCl

Cloruro de Sodio

Características

Usos

Es la sal, su forma mineral se

Se

denomina

puede

compuestos de sodio, se emplea también en la

encontrar en grandes depósitos, en

alimentación humana y en muchas industrias

aguas de manantiales salados y en

químicas.

halita,

se

emplea

en

la

fabricación

de

varios

agua de mar.

Na 2CO3

Carbonato Sódico

Se encuentra formando yacimientos

Se emplea en la fabricación de vidrio, jabones

naturales,

y en la industria textil.

mezclado con otras

sales; algunos lagos salados lo contienen en grandes cantidades.

KCl

Cloruro de potasio

Está presente en la naturaleza, se

Se utiliza para obtener nitrato potásico y

originó en épocas geológicas por

vidrio.

evaporación del agua del mar.

BaSO4

Sulfato bárico

Denomina

baritina

cuando

encuentra como mineral.

se

Se utiliza para obtener pinturas blancas, se emplea como carga en papel para impresión y en papel fotográfico, en la industria textil y del caucho.

AgNO3

Nitrato de plata

Son cristales incoloros

Se utilizan para obtener todos los demás compuestos de plata.

Existen otros materiales que son de consumo de los seres humanos y que contienen funciones químicas: Fertilizante:  Nitrogenados: Hidrógeno, nitrógeno, ácido nítrico, amoníaco.  Fosfatos: Fosfatos naturales, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico.  Potásicos: Cloruro de Potasio (silvina).

Pesticidas:  Insecticidas, Herbicidas, Fungicidas. Son productos orgánicos, que además contienen, cloro, azufre.

Actividad: Señale específicamente para que emplea el ser humano el oxígeno y los minerales.

Materiales de construcción:  Cemento, Cal, Yeso, Caliza, arcilla, que contienen sulfato de calcio deshidratado.

Vidrio:  Ordinario que contiene el Sílice, caliza, carbonato de sodio y el Acero y aluminio que contienen minerales metalíferos, óxido de calcio, coque, oxígeno.

Agentes de limpieza:  Entre los que se encuentran los jabones detergentes y lejías, contienen productos orgánicos, hidróxido y carbonato de sodio y ácido fosfórico.

Explosivos y pirotecnia:  Donde se encuentran las especialidades farmacéuticas. Productos orgánicos e inorgánicos.

Industria textil:  Productos auxiliares, hidróxido de sodio, fosfato de calcio, carbonato de sodio y otros.

Colorantes:  Productos orgánicos, amoníaco, cloro, ácido sulfúrico.

Son múltiples los usos y aplicaciones que se les da a los compuestos químicos y la tecnología y el avance de la ciencia, sigue descubriendo nuevos compuestos que pueden beneficiar o perjudicar a los seres humanos, eso va a depender del uso adecuado que todos les demos a ellos.

150

1. Nombre los siguientes compuestos: H3PO4

NiCrO3

HNO3

CuSO4

HClO4

CrS

CaSO3

HBrO3

HNO2

H3PO3

H2CO3

Rb2SO3

Ni2S3

HIO2

3. Complete y balancee las siguientes reacciones:  Dióxido de carbono + agua  Óxido cromoso

+ agua

 Magnesio

+ bromo

 Óxido de vanadio (IV) + agua  Aluminio

+ agua

 Trióxido de azufre

+ agua

 Plata

+ agua

 Sodio

+ agua

 Monóxido de carbono + agua

2. Formule los siguientes compuestos, haciendo uso de las reglas de notación y nomenclatura: Ácido yódico Ácido mangánico Sulfato de mercurio (I) Ácido cloroso Ácido fosfórico Ácido hipoyodoso Fosfito de aluminio Bromato de sodio Ácido perbrómico Perclorato de aluminio 4. Escribe las ecuaciones necesarias para obtener los siguientes compuestos:             

Hidróxido de cobre (II) Hipoclorito de litio Bromuro de magnesio cloruro de cobalto (II) Hidróxido de manganeso (VII) Perbromato de calcio Selenuro de níquel (III) Yodito férrico Fluoruro de escandio Permanganato de sodio Ácido perclórico Hidróxido titanoso Ácido hipoyodoso

5. Verifique los conceptos estudiados y conteste lo que se le indica: 1. Utilice la estructura de Lewis para representar los electrones de valencia de los siguientes elementos: a) Sodio b) Nitrógeno c) Yodo d) Calcio e) Aluminio f) Azufre 2. Indique. Según lo estudiado sobre enlace iónico, en las siguientes parejas de elementos, cuales pueden formar este tipo de enlace: a) Ca y Ga b) He y Ne c) Al y Cl d) O y S e) I y Ag f) K y Rb 6. Indique si son verdaderos o falsos cada uno de los siguientes enunciados. Justifique la respuesta. a) La unidad estructural de los compuestos iónicos es la molécula. b) Los compuestos covalentes presentan una estructura cristalina. c) En el enlace covalente coordinado cada átomo aporta un par de electrones. d) Todas las sustancias covalentes son buenas conductoras del calor y la electricidad. e) La regla del octeto fue establecida por Walter Kossel. f) En el enlace covalente coordinado cada elemento aporta un par de electrones. g) El agua es un buen disolvente, por ello disuelve los compuestos orgánicos. h) El enlace metálico se forma entre metales que poseen electrones libres. i) En el enlace covalente polar, este se indica con una flecha cuya punta está dirigida hacia el centro de carga negativa. j) En los metales se forman dos tipos de bandas, una que se denomina “banda de valencia” y otra que se llama “banda de conducción” que es la primera capa vacía. k) En el caso de los elementos aislantes la banda de conducción está llena y la banda de valencia vacía.

151

7. Trabajando cooperativamente ejercita con tus compañeros de aula, la nomenclatura de la química inorgánica.

A. Escribe la fórmula de los siguientes compuestos A. Utilizando la nomenclatura tradicional escribe el inorgánicos: nombre de los compuestos cuya fórmula es: 1)

Óxido de bario

1) FeO

2)

Pentóxido de difósforo

2) Al2O3

3)

Óxido de sodio

3) Cl2O

4)

Trióxido de dicloro

4) MnO

5)

Óxido de Níquel (II)

5) SeO

6)

Trióxido de azufre

6) SnO2

7)

Monóxido de carbono

7) N2O5

8)

Óxido de hierro (III)

8) N2O3

9)

Óxido de manganeso (II)

9) MgO

10) Trióxido de dinitrógeno

10) Ag2O

11) Óxido mercuroso

11) Li2O

12) Anhídrido carbónico

12) PbO2

13) Anhídrido hiposulfuroso

13) I2O7

14) Anhídrido peryódico

14) Cl2O3

15) Anhídrido bórico

15) CaO

16) Óxido cúprico

16) K2O

17) Óxido cobaltoso

17) TeO3

18) Óxido aúrico

18) CO2

19) Anhídrido bromoso

19) B2O3

20) Anhídrido sulfúrico

20) SO

21) Óxido de Calcio

21) Br2O3

22) Óxido de aluminio

22) As2O5

23) Anhídrido arsénico

23) SiO2

24) Anhídrido fosfórico

24) P2O3

25) Anhídrido nitroso

25) Au2O

26) Óxido niquélico

26) KOH

27) Hidróxido ferroso

27) Fe(OH)2

28) Hidróxido de mercurio (II)

28) Al(OH)3

29) Hidróxido de Estroncio

29) Ca(OH)2

30) Hidróxido de Litio

30) LiOH

31) Hidróxido de Plata

31) NaOH

32) Hidróxido de Oro (III)

32) Co(OH)2

33) Hidróxido cuproso

33) Zn(OH)3

34) Hidróxido de Magnesio

34) Mg(OH)2

35) Hidróxido de Zinc

35) Ni(OH)2 36) CU(OH)

36) Hidróxido niqueloso

152

8. Nombre los compuestos listados a continuación por las tres nomenclaturas: FÒRMULA SISTEMÁTICA STOCK 1) BaO 2) Cu2O 3) Na2O 4) CoO 5) FeO 6) Fe2O3 7) CrO 8) Cr2O3 9) HgO 10) Hg2O 11) Cl2O 12) Cl2O3 13) Cl2O5 14) Cl2O7 15) SO 16) SO2 17) SO3 18) Br2O 19) Br2O3 20) Br2O7 21) SeO 22) CO2 23) SiO2 24) TeO2 25) SeO 26) I2O 27) TeO 28) I2O5 29) N2O 30) P2O 31) SeO3 32) As2O3 33) SO2 34) SO 35) Br2O3 36) Cl2O7 37) Br2O3 38) I2O 39) CO 40) N2O5 41) N2O3 42) I2O5 43) Al2O3 44) I2O7 45) CaO

NO

TRADICIONAL

153

III REACCIONES QUÍMICA Reacciones química

Combinación

Descomposición

Doble sustitución

Combustión

Sustitución

en donde Si hay liberación de energía se llama

Si hay absorción de energía se llama

Exotérmicas

Endotérmicas

ecuación

ecuación

Calor + reactantes

Productos

Reactantes

Productos + calor

Oxidación

Reducción

si

si

Hay pérdida de e-

Aumenta el número de oxidación

Hay ganancia de e-

Disminuye el número de oxidación

154

En el Universo todo está sometido a una evolución permanente. Desde los seres vivos hasta las montañas y las estrellas, todo obedece a una dinámica de cambio.

La razón de estas modificaciones continuas hay que buscarla en la delicada relación entre materia y energía, y en virtud de ello podemos clasificar todos los cambios que ocurren en la naturaleza en dos categorías: La respiración celular es el conjunto de reacciones químicas mediante las  Los cambios físicos, que no implican una alteración en la cuales se obtiene energía a partir de la naturaleza atómico-molecular de la materia, como en el degradación de sustancias orgánicas, caso de la dilatación del mercurio en un termómetro. como los azucares y los ácidos,  Los cambios químicos, que llevan implícita una principalmente. Comprende dos fases: transformación de la estructura atómico-molecular, como en la primera se oxida la glucosa en el caso del fraguado del cemento o en la oxidación del (azúcar) y no depende del oxígeno, por hierro. lo que recibe el nombre de respiración anaeróbica o glucólisis, reacción que se A veces, la distinción entre ambas categorías no siempre lleva a cabo en el citoplasma de la resulta evidente y los estudios de los fenómenos físicos y célula. La segunda fase se realiza con la químicos se superponen con frecuencia, tal es la situación intervención del oxígeno y recibe el de la disolución del cloruro de hidrógeno en agua. nombre de respiración aeróbica o ciclo Los cambios químicos ocurren mediante la existencia de de krebs y se realiza en estructuras reacciones químicas, pudiéndose definir una reacción especiales de la célula llamadas química como un proceso en el que unas sustancias se mitocondrias sometido a una evolución transforman en otras por la reordenación de sus átomos permanente. Desde los seres vivos mediante la ruptura de un enlace en los reactivos y la hasta las montañas o las estrellas, todo formación de otros nuevos en los productos. obedece a una dinámica de cambio.

Una reacción muy estudiada es la que tiene lugar entre el yodo y el hidrógeno gaseoso para producir yoduro de hidrógeno, también en estado gaseoso, pudiéndose expresar la reacción química de la siguiente forma: H2 + I2  2 Hl Todas las especies que intervienen en la reacción son compuestas de naturaleza covalente, y la reacción consiste en un proceso de ruptura de unos enlaces y el establecimiento de otros nuevos. Para averiguar los enlaces rotos y formados, escribiremos la reacción mediante: H-H+I-I  2H-I Los enlaces que se rompen son los de hidrógeno-hidrógeno (H— H) y yodo-yodo (I—I), para originar 2 moléculas de yoduro de hidrógeno, cada una de las cuales con un enlace hidrógeno-yodo (H—I).

Ecuación química Es en cambio la representación gráfica o simbólica de una reacción química. Diferencias entre combinación y mezcla.

Ejemplo: A +

B

REACTIVOS

AB PROGRESO DE LA REACCIÓN COMBINACIÓN

 Se realiza en proporciones definidas y constantes.  Ocurre un cambio en las propiedades químicas, antes y después de la reacción.

PRODUCTOS MEZCLA  Ocurre en cualquier proporción.  Las propiedades de las sustancias no cambian.

155

La energía de las reacciones químicas La humanidad ha utilizado desde el principio de su existencia reacciones químicas para producir energía. En primer lugar mediante la combustión de madera o de carbón, pasando por las que tienen lugar en los motores de explosión de los coches y llegando hasta las más sofisticadas, en los motores de propulsión de las naves espaciales.

Las reacciones químicas van acompañadas en unos casos de un desprendimiento y en otros de una absorción de energía, pero ¿de dónde procede esta energía?

Cada átomo y cada molécula de una sustancia posee una determinada energía química o energía interna característica, que depende de las energías cinética y potencial de las partículas constituyentes: átomos, electrones y núcleos. Por tanto, se puede afirmar que los reactivos de una reacción química poseen un determinado contenido energético propio (energía interna) y otros productos diferentes.

Si en una reacción química disminuye la energía interna del sistema, se desprende energía. Por el contrario, si aumenta la energía interna, se absorbe energía.

La energía de una reacción es la energía que se pone en juego en la reacción y, por tanto, es igual al balance de energía interna entre los productos y los reactivos.

Si existe desprendimiento de energía, la reacción se denomina exoenergética y, por el contrario, si para que se efectúe la reacción, se requiere el aporte de energía, la reacción se llama endoenergética.

La energía desprendida o absorbida puede ser en forma de energía luminosa, eléctrica, etc., pero habitualmente se manifiesta en forma de calor, por lo que el calor desprendido o absorbido en una reacción química, se llama calor de reacción y tiene un valor característico para cada reacción, en unas determinadas condiciones da presión y temperatura. Las reacciones químicas pueden entonces clasificarse en: exotérmicas o endotérmicas, según se dé desprendimiento o absorción del calor.

Factores que afectan a la velocidad de reacción La velocidad de una reacción se ve influida por una serie de factores; entre ellos se pueden destacar:  Naturaleza de los reactivos Se ha observado que según los reactivos que intervengan, las reacciones tienen distinta velocidad, pero no se ha podido establecer aún unas reglas generales.  Concentración de los reactivos La velocidad de reacción aumenta con la concentración de los reactivos. Para aumentar la concentración de un reactivo:  Si es un gas, se consigue elevando su presión.  Si se encuentra en disolución, se consigue cambiando la relación entre el soluto y el disolvente.  Superficie de contacto de los reactivos Cuanto más divididos están los reactivos, más rápida es la reacción. Esto es así porque se aumenta la superficie expuesta a la misma.  Temperatura En general, la velocidad de una reacción química aumenta conforme se eleva la temperatura.  Presencia de catalizadores Un catalizador es una sustancia, distinta a los reactivos o los productos, que modifican la velocidad de una reacción. Al final de la misma, el catalizador se recupera por completo e inalterado. En general, hace falta muy poca cantidad de catalizador. Los catalizadores aumentan la velocidad de la reacción, pero no la cantidad de producto que se forman.

156

1. Tipos de reacciones químicas 1.1 Reacciones de combinación, síntesis o composición Son las reacciones en la que unos reactivos se combinan para dar lugar a un nuevo producto. De forma genérica se pueden representar mediante: A+B -> C; donde el reactivo A se combina con el B para producir C. C +O2 4Mg + O2

CO2 2Mg2O

1.2 Reacciones de descomposición Dentro de estas reacciones existen dos clases de descomposiciones: a) Descomposiciones simples Este es un tipo de reacción química inverso al de síntesis, en donde una sustancia reaccionante se descompone en dos o más productos. Genéricamente estas reacciones se pueden representar mediante: AB  A + B 2H2O 2Pb2O

2H2 4Pb

+ O2 + O2

Hidrólisis del agua

b) Descomposiciones mediante un reactivo En este caso, para que se efectúe la descomposición de una sustancia, se requiere la participación de otro reactivo, y pueden representarse mediante: AB + C — AC + BC; donde la sustancia AB es transformada mediante C en otras dos distintas, AC y BC.

1.3 Reacciones de sustitución o desplazamiento En este tipo de reacciones un elemento o grupo de elementos que forman parte de un compuesto son desplazados por otro compuesto, y se pueden representar por: AB + C —> AC + B; que indica que el compuesto de fórmula AB reacciona con C para formar el compuesto AC y dejar libre B. Mediante este tipo de reacción, los elementos más reactivos toman el puesto de los que son menos.

Fe + HCl  FeCl2 + H2

1.4 Reacciones de doble sustitución En estas reacciones se da un intercambio entre los elementos o grupos de elementos de las sustancias que intervienen en la reacción, y se pueden representar mediante: AB + CD  AC + BD

HCl +

NaOH → NaCl +

H2O

157

Ejercicios: 1. Clasifique las siguientes reacciones químicas y justifique: a) 2H2+O2 → 2H2O b) FeO2 → Fe+O2 c) Na + 2 HCl → 2 NaCl + H2 d) HCl + NaOH → H20 + NaCl e) C10H8+ 12 O2 → 10 CO2 + 4 H2O f) S + Fe → FeS g) (NH4)2Cr2O7 s→ N2 g+4 H2O+ Cr2O3 s

2. Seleccione la letra que haga verdadera la proposición.

A. ¿A qué tipo de reacción corresponde la siguiente ecuación general? AB + C → AC + B a) Descomposición b) Óxido reducción c) Sustitución simple d) Combinación e) Sustitución doble B. ¿A qué tipo de reacción corresponde la siguiente ecuación general? AB → A + B a) Descomposición b) Óxido reducción c) Sustitución simple d) Combinación e) Neutralización 3. Complete las siguientes reacciones adecuadamente y clasifíquelas. a) CaO  b) Na + F2  c) Al + Mg(NO3)2  d) HClO + LiOH  e) C2H5OH + O2  f) HNO3 + Ca  g) BaCl2 + Na2SO4  4. Clasifique las siguientes reacciones como uno de los cinco tipos de reacciones descritos. a) 2 H2 + O2  2 H2O b) H2CO3 + 2 Na  Na2CO3 + H2 c. Ba(OH)2  H2O + BaO d. Ca(OH)2 + 2 HCl  2 H2O + CaCl2 e. CH4 + 2 O2  CO2 + 2 H2O f. 2 Na + Cl2  2 NaCl g. Cl2 + 2 LiBr  2 LiCl + Br2 5. ¿Cuál de las siguientes ecuaciones representa la descomposición del cloruro de potasio? a) K + Cl  KCl b) 2 KCl + F2  2 KF + Cl2 c) KCl  K + Cl d) 2 KCl  2 K + Cl2 e) 2 KCl  K2 + Cl2 f) Ninguna de las anteriores 6. ¿Cuál de las siguientes ecuaciones representa una reacción de neutralización? a) 2 K + 2 HCl  2 KCl + H2 b) KOH + HNO3  KNO3 + H2O c) K2SO4 + 2 NaOH  Na2SO4 + 2 KOH d) Ca(OH)2  H2O + CaO f) Ninguna de las anteriores Investigue:  ¿Qué otros tipos de reacciones químicas se pueden presentar?  Las leyes o principios químicos que se aplican en una ecuación química equilibrada: ley de proporciones definidas, de conservación de la masa y de proporciones múltiples.  ¿Qué importancia tienen las reacciones químicas?

158

7.

Anote en el espacio en blanco el tipo de reacción a que se refiere.

Tipo de reacción

1.

2 H2 + O 2

 1H2O

R=______________________________________________

2.

2 H2O

 2 H2 + O 2

R=______________________________________________

3.

H2 + Cl2

 2 HCl

R=______________________________________________

4.

SO3 + H2O

 H2 SO4

R=______________________________________________

5.

Co O + H2O

R=______________________________________________

6.

3H2 + N2

 Ca (OH)2  2N H3  2K Cl + 3O 2  Ca O + CO

R=______________________________________________

 N +H O 2 2  Zn Cl2 + H2  FeS + H2  2 H Cl + Br2  Na Cl + H2O  Ag Cl + Na NO3  Ba (HCO3)2 + Na2 SO4  2 NH3  2 H2 O  Ca CO3   H2 SO4

R=______________________________________________

 CaO + CO2  2KCI + 3O2

R=______________________________________________ R=______________________________________________

23. 2 H2 O2

 2 H2 + O 2  2 H2 O + O 2

24. H2 CO3

 H2O + CO2

R=______________________________________________

25. Na OH + HCI

 Na CL + H2O

R=______________________________________________

26. Ag NO3 + Na CI

 Ag CI + Na NO3

R=______________________________________________

27. 2 KI + PB (NO3)2

 2K NO3 + PbI2

R=______________________________________________

28. Ba O2 + H2 SO4

 Ba SO4 + H2 O2

R=______________________________________________

29. Zn + 2 H CI

 Zn CI2 + H2  2 Na OH + H

R=______________________________________________

7.

2K Cl O3

8.

Ca CO3

9.

NH4 NO2

10. Zn + 2HCl 11. Fe + H2S 12. Cl2 + 2H Br 13. H Cl + Na OH 14. Ag NO3 + Na Cl 15. Ba SO4 + Na H CO3 16. N2 + 3H2 17. 2 H2 + O2 18. CaO + CO2 19. SO3 + H2O 20. Ca CO3 21. 2KCIO3 22. 2 H2O

30. 2 Na + 2 H2O

R=______________________________________________ R=______________________________________________

2

Escriba los pasos a seguir para nombrar

R=______________________________________________ R=______________________________________________ R=______________________________________________ R=______________________________________________ R=______________________________________________ R=______________________________________________ R=______________________________________________ R=______________________________________________ R=______________________________________________ R=______________________________________________ R=______________________________________________ R=______________________________________________

2

R=______________________________________________

reacciones químicas.

159

2. Balanceo de ecuaciones químicas Balancear significa igualar el número de átomos de los reaccionantes con los que se producen. Toda ecuación química debe cumplir con este principio para estar correctamente escrita, cumpliendo con una de las leyes fundamentales de la química, la ley de la conservación de la materia.

Ejemplo: Combinación del hidrógeno con el oxígeno en la combustión. Reacción exotérmica, (ecuación sin balancear).

H2 + O2  H2O Combinación del hidrógeno con el oxígeno en la combustión. Reacción exotérmica, (ecuación balanceada).

2H2 + O2  2H2O Los números que se colocan delante de los átomos o compuestos reciben el nombre de coeficientes estequiométricos, y su función es igualar la cantidad de átomos del lado de los reaccionantes y del lado de los productos. Son números siempre positivos y por lo general se prefiere utilizar enteros.

Ley de la conservación de la materia Los átomos no se crean ni se destruyen durante una reacción química, simplemente se reacomodan. Una ecuación química correctamente balanceada cumple con esta ley.

2.1 Tipos de balanceo a) Balanceo por tanteo. b) Balanceo por oxidación - reducción. (REDOX) Recomendaciones antes de balancear: 1) Verificar que la ecuación que estés copiando en tu cuaderno la hayas escrito correctamente a partir de la fuente. Tratar de balancear algo mal escrito podría resultar en un quebradero de cabeza y en ocasión imposible de balancear.

2) Cerciorarse que esté bien formulada, es decir, que cumpla con las leyes de la nomenclatura química.

3) El no hacer esto resultaría en una gran pérdida de tiempo.

4) Revisar si la ecuación ya está balanceada.

Combinación del hierro con el oxígeno en la oxidación, (ecuación sin balancear).

Fe (III) + O2  Fe2O3  Reactivos Productos Fe: 1 átomo Fe: 2 átomos O: 2 átomos O: 3 átomos Conclusión: esta ecuación está bien formulada y no esta balanceada. a) Balanceo por tanteo: es el método más sencillo y se aplica a ecuaciones químicas de fácil balanceo, tiene el inconveniente que no puede utilizarse para ecuaciones químicas complicadas con muchos elementos.

El orden para balancear y colocar los coeficientes estequiométricos es el que sigue: a) Elementos metálicos. b) Elementos no metálicos. c) Radicales si están presentes en ambos lados de la ecuación. d) Hidrógeno. e) Oxígeno.

Retomando la ecuación anterior: Fe (III) + O2  Fe2O3

El metal es el Fe y el no metal es el O. Comenzamos balanceando el metal, es decir el Fe.

160

Reactivos Fe: 1 átomo



Productos Fe: 2 átomos

Coloco un dos del lado de los reactivos delante del Fe. 2Fe (III) + O2  Fe2O3 Prosigo con el O. Reactivos O: 2 átomos



Productos O: 3 átomos

Coloco un 3 del lado de los reactivos y un 2 del lado de los productos, de tal manera que la multiplicación de los coeficientes por los subíndices me dé el mismo valor, en este caso el número resultante es 6.

2Fe (III) +3 O2 2 Fe2O3

5) Los coeficientes empleados deben ser los más pequeños posibles, preferiblemente números enteros, es decir hay que ir colocándolos y sustituyéndolos en orden creciente, comenzando desde el uno y así progresivamente. Si el coeficiente es uno, no se escribe, ya que se sobreentiende. En nuestro caso todos los números son mayores de uno.

2Fe (III) +3 O2 2 Fe2O3 Ahora sin embargo se alteró la cantidad de Fe del lado de los productos, ahora tenemos 4 Fe y solo 2 Fe del lado de los reactivos.  Reactivos Productos Fe: 2 átomos Fe: 4 átomos O: 6 átomos O: 6 átomos Al realizar la revisión por simple inspección descubro que el Fe tiene dos átomos en el reactivo y para que haya una equivalencia con el Fe del producto deberé tener 4 átomos.

4Fe (III) +3 O2 2 Fe2O3 Finalmente quedará así:  Reactivos Fe: 4 átomos O: 6 átomos

Productos Fe: 4 átomos O: 6 átomos

Observaciones del método por simple inspección o tanteo:  En ningún caso se deben alterar los subíndices de la fórmula para facilitar el balanceo.  Para contar el número de átomos en un compuesto se deben multiplicar los coeficientes por los subíndices.

Para contar el número de átomos de un mismo elemento en un mismo lado de la ecuación se deben sumar el subtotal de cada átomo de todos los compuestos presentes en ese lado.  Revisar el balanceo final y acomodar algún coeficiente si es necesario.

1º. Ejercite el Balanceo por tanteo: Ejemplo: Al (OH)3 + H2SO4 -- Al2 (SO4)3 + H2O a) Primero balanceamos el metal aluminio: 2 Al (OH) 3 + H2SO4 -- Al2 (SO4)3 + H2O b) Luego seguimos con el azufre: 2 Al (OH)3 + 3 H2SO4 -- Al2 (SO4)3 + H2O c) Finalmente continuamos con el hidrógeno, el oxígeno resulta balanceado automáticamente: R= 2 Al (OH)3 + 3 H2SO4 -- Al2 (SO4)3 + 6 H2O 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

Cl2 + KBr  KCl + Br2 Fe + HCl  FeCl2 + H2 BaCl2 + Na2SO4  NaCl + BaSO4 CaO + H2O  Ca(OH)2 HCl + Al(OH)3  AlCl3 + H2O H2S + HClO3  H2SO4 + HCl PbS + O2  PbO + SO2

161

8) HNO3 + Zn  Zn (NO3)2 + H2 9) PbS + H2O2  PbSO4 + H2O 10) CO2 + H2O C6H12O6 + O6 11) C3H8 + O2  CO2 + H2O 12) CaCO3  CaO + CO2 13) Mg+O2MgO 14) Na+H2ONaOH 15) Mg+N2Mg3N2 16) MnO2+AlAl2O3+Mn 17) H2OH2+O2 18) Ca+O2CaO 19) P4O10+H2OH3PO4 20) Ca+N2Ca3N2 21) CdCO3CdO+CO2 22) C2H6 O + O2 CO2 + H2O 23) Fe + HCl FeCl3 + H2 24) H2SO4 + Ca3 (PO4)2 CaSO4 + H3PO4 2º. Trabajo cooperativo, resuelve los siguientes ejercicios con ayuda de tus compañeros:

24)

1) CaCO3 + HCl  2) KClO3  3) Al + O2  4) N2 + H2  5) 2KCl3O  6) HgO + H2O  7) CaO + N2O5  8) Na ClO3  9) Pb + HCl  10) P + O2  11) Sr (HCO3  12) Al2O3 + H2O  13) N2 + O2 14) N2O3 + H2 15) Ba (HCO3)2 16) HNO2 + Cd (OH)2 17) P2O5 + H2O 18) NH3 + H3PO4 19) Ni12O3 + SO3 20) ZnBr2 + HCl 21) NH4OH +HBr 22) Ni (NO3)2 + Al 23) CaCO3 + HCl NaBH4 + H2O

CO2 +CaCl2 + H2O KCl + O2 Al2 O3 NH3 2KCl + 3O2 Hg (OH)2 Ca (NO3)2 NaCl + O2 PbCl2 + H2 P2O3 SrO + CO2 + H2O Al (OH)3  N2 O 3  HNO2  BaO + CO2 + H2O  Cd (NO2)2 + H2O  H3PO4  NH4)3 PO4  Ni2 (SO4)3  ZnCl2 + HBr  NH4Br + H2O  Al (NO3)3 + Ni  CaCl2 + CO2 + H2O  H3BO3 + NaOH + H2

b) Balanceo por óxido- reducción (tradicional) Para entender este método hay que conocer el número de oxidación de un elemento. El número de oxidación es el “número de cargas que tendría un átomo en una molécula.” Por ejemplo en la molécula de agua H2O sería: H +1 2 O-2 En el hidrógeno (H) sería +1 el nº de oxidación.

En el oxígeno (O) sería -2 el nº de oxidación.

Podríamos hacer una escala con los números de oxidación, como sigue: oxidación números de ----------------------------> oxidación -7... -4 -3 -2 -1 0 +1+2 +3 +4...+7 <---------------------------reducción

162

Oxidación: proceso de pérdida de electrones por parte de una sustancia en una reacción química, por lo tanto la sustancia que se oxida se hace más positiva o menos negativa. El número de oxidación aumenta.

Ej. Cu0 - 2e-  Cu+2 (pierde 2 e-) Reducción: proceso de ganancia de electrones por parte de una sustancia en una reacción, por lo tanto la sustancia que se reduce se hace más negativa o menos positiva. El número de oxidación disminuye.

Ej. N+5 + 3e-  N+2 (gana 3 e-) Pasos del método: 1) Determinar los estados de oxidación de todos los átomos en la reacción, por el método de la ecuación de primer grado con una incógnita. Los átomos libres o compuestos de un mismo átomo poseen un estado de oxidación de cero. En nuestro ejemplo sería el Cu del lado de los reactivos. Los números de oxidación encerrados en el cuadro gris son los elementos que han cambiado su estado de oxidación al reaccionar.

Cu0 + H+1N+5 O-23  Cu+2(N+5O-23)2 + N+2O2 + H+12O-2 2) Se plantean la semirreacciones de oxidación y reducción con respecto a los números de oxidación que cambien. Para ello nos basamos en la escala del número de oxidación.

Cu0  Cu+2 N +5  N+2

(semireacción de oxidación) (semireación de reducción)

3) Se determinan el número de electrones ganados o perdidos, en cada semireacción.

Cu0 –2e-  Cu+2 N+5 + 3e-  N+2

(semireacción de oxidación) (semireación de reducción)

4) Como en una ecuación química los números de e- perdidos y ganados deben ser iguales para así cumplir con la ley de la conservación de la materia, se procede a multiplicar cada semireacción por un número que permita su igualación, para luego proceder a sumarlas.

3 x (Cu0 –2e-  Cu+2) 2 x (N+5 + 3e-  N+2) 3Cu0 –6e-  3Cu+2 2N+5 + 6e-  2N+2

Multiplicación Suma

-----------------------------------------3Cu + 2N  3Cu + 2N

Conclusión: Esto significa que 3 átomos de Cu pierden 6 e-, pero hay 2 átomos de N que ganan estos 6 e-. En toda ecuación de este tipo hay alguien que se oxida y otro que se reduce.

Hay sustancias que liberan electrones y otras que las toman, es como un juego de pelota en donde hay un lanzador y un atajador, quién lanza la pelota (el electrón) se oxida y quién la ataja se reduce.

Se llevan estos coeficientes a la ecuación original.

3Cu + 2HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO+H2O Este método no es perfecto, de los cuatro coeficientes es probable que alguno de ellos esté incorrecto. Hay que proceder a un balanceo por el método del tanteo, antes estudiado.

Se reajustan los coeficientes en el siguiente orden: a) Elementos metálicos b) Elementos no metálicos c) Hidrógeno d) Oxígeno En este caso hay que modificar el 2 por un 8 en el caso del ácido nítrico, lado de los reactivos.

163

3Cu + 8HNO3  3Cu (NO3)2 + 2NO+H2O y completar el faltante de H con un 4 en el agua producida.

3Cu + 8HNO3 3Cu (NO3)2 + 2NO+4H2O Ahora si hemos finalizado y todos los átomos del lado de los reactivos y productos se han igualado.

Ejercite: Balancee por método REDOX las siguientes ecuaciones: 1) Cu + HNO3  Cu(NO3)2 + NO2 + H2O 2) Al + HNO3  Al (NO3)3 + NO + H2O 3) KClO3  KCl + O2 4) H2S + HNO3  H2O + NO + S 5) Cl2 + NaOH  NaCl + NaClO3 + H2O 6) I2 + HNO3  HIO3 + NO2 + H2O 7) CoCl2 + KOH + KClO3  Co2O3 + KCl + H2O Clase práctica: a) Formule y clasifique las siguientes reacciones químicas e indique el producto obtenido.    

Cloro (V) + Oxígeno Sulfato ferroso Clorato de potasio Cu(OH)2 + ácido carbónico

____________ ____________ ____________ ____________

+ _____________ + _____________ + _____________ + _____________

b) Balancea las siguientes ecuaciones por el método Redox:  KF + H2SeO4 H2Se + F2 + K2SeO4 + H2O  H2S + O2 SO2 + H2O  VO2 + HCl VCl2 + Cl2 + H2O  CoF3 + NaI NaF + CoF 2 + I2 c) Balancear las siguientes ecuaciones mediante el método del número de oxidación(Balanceo de Ecuaciones Redox) (indique en cada caso la sustancia oxidada, la sustancia reducida, el agente oxidante y el agente reductor): 1) C + H2SO4 → CO2 + SO2 + H2O 2) Ag + H+ + NO3- → Ag+ + NO + H2O 3) I- + Cr2O72- + H+ → Cr3+ + I2 + H2O 4) HNO3 + HI → NO + I2 + H2O 5) KI + H2SO4 → H2S + H2O + I2 + K2SO4 6) KIO4 + KI + HCl → KCl + I2 + H2O 7) Ag + H2SO4 → Ag2SO4 + SO2 + H2O 8) Cr2O72- + Fe2+ + H+ → Cr3+ + Fe3+ + H2O 9) I2 + CdS + H+ → HI + S + Cd2+ 10) MnO4- + SO2 + H2O → Mn2+ + SO42- + H+

164

165

v 2  v 1 v  a m 2 1  m / s2 t t t 

dv d 2 r a   2 m / s2 dt dt 

166

I Introducción a la Física 1. Física y Sociedad La Física, tanto como disciplina científica básica como por sus aplicaciones, es el paradigma de lo que hoy llamamos Ciencia y es uno de los pilares de la tecnología. Sus aportaciones han revolucionado nuestra comprensión de la realidad y nuestro modo de vida. A modo de ejemplos, mencionamos a continuación una lista no exhaustiva de aplicaciones de gran repercusión sobre la sociedad:

Magnitud es todo aquello que puede ser medido. Ej., el volumen de un cubo

La Mecánica nos enseña cómo se mueven los cuerpos y dicta las leyes de la aeronáutica y de la estática que permiten diseñar naves y construcciones. También explica cómo se comporta el sonido, lo que ha llevado a avances técnicos como el sonar y la ecografía.

Gracias a la Termodinámica, que estudia la energía y el calor, sabemos por ejemplo hacer frigoríficos y motores de combustión.

El Electromagnetismo establece los fundamentos de los motores eléctricos y de los generadores de electricidad. Esta rama de la Física es también fundamental para la exploración y desarrollo de fuentes renovables de producción de energía eléctrica. Por otra parte, el conocimiento de las ondas electromagnéticas ha permitido un desarrollo vertiginoso de las telecomunicaciones.

La Óptica nos permite manipular la luz y construir instrumentos ópticos, por ejemplo: dispositivos para diagnosticar y tratar problemas de visión, sistemas de registro y visualización de imágenes como cámaras y pantallas, aparatos de uso en medicina como endoscopios y sistemas de cirugía láser, etc. Además, el láser forma parte ya de nuestra vida cotidiana al estar presente en los sistemas de reproducción de CD y DVD. La Teoría de la Relatividad establece la equivalencia entre masa y energía, que llevó tristemente a la bomba atómica pero también a la energía nuclear necesaria hoy en día para buena parte del suministro eléctrico.

La Física Cuántica ofrece, junto a la Óptica, el fundamento para el láser y las células fotoeléctricas. La Física de la Materia Condensada estudia nuevos materiales con propiedades increíbles y está detrás del desarrollo de la Nanotecnología con aplicaciones, por ejemplo, en la industria y en informática.

Por su parte, la Física de Partículas y la Astrofísica han cambiado nuestra visión de la naturaleza, desde la descripción de la composición de la materia a una escala pequeñísima hasta las teorías sobre el origen del universo. También se han derivado aplicaciones de gran utilidad para la sociedad como el uso médico de la radioactividad.

2. Magnitudes fundamentales de la Física 2.1 Definiciones de magnitud, medir y unidad de medida Actividades: -Observa a tu alrededor y explica ¿Qué es lo que puedes medir? ¿Cómo lo puedes medir? ¿Qué instrumentos aplicarías para su medición?

-¿Qué actividades de las que realizas puedes medir?

-¿Qué acciones de las que realizas no puedes medir?

Magnitud: se llama magnitud a todo aquello que puede ser medido. La longitud de un cuerpo (ya sea largo, ancho, alto, su profundidad, su espesor, su diámetro externo o interno), la masa, el tiempo, el volumen, el área, la velocidad, la fuerza, etc., son ejemplos de magnitudes. Los sentimientos como el amor, el odio, la felicidad, la ira y la envidia no pueden ser medidos; por tanto, no son magnitudes.

167

Medir: es comparar una magnitud con otra de la misma especie que de manera arbitraria o convencional se toma como base, unidad o patrón de medida.

Unidad de medida: recibe el nombre de unidad de medida o patrón toda magnitud de valor conocido y perfectamente definido que se utiliza como referencia para medir o expresar el valor de otras magnitudes de la misma especie.

2.2 Desarrollo histórico de las unidades de medida y de los sistemas de unidades Cuando el hombre primitivo tuvo la necesidad de encontrar referencias que le permitieran hablar de lapsos menores a los transcurridos entre la salida del Sol o de la Luna, observó que la sombra proyectada por una roca caminaba por el suelo a medida que el tiempo pasaba. Se le ocurrió entonces colocar una piedra en lugares en los cuales se realizara alguna actividad especial, o bien, retornaría a su caverna para comer cuando la sombra de la roca llegara hasta donde había colocado la piedra. Gracias al desplazamiento de la sombra de la roca proyectada por el Sol, el hombre tuvo su primer reloj para medir el tiempo.

También trataba de comparar el peso de dos objetos para saber cuál era mayor al colocar uno en cada mano. Pero un buen día, alguien tuvo la idea de poner en equilibrio una tabla con una roca en medio y colocar dos objetos en ambos extremos de la tabla, así el objeto que más bajara era el de mayor peso. Se había inventado la primera y burda balanza.

Para medir la longitud, el hombre recurría a medidas tomadas de su propio cuerpo.

Los egipcios usaban la brazada, cuya longitud equivalía a las dimensiones de un hombre con los brazos extendidos.

Los ingleses usaban como patrón la longitud del pie de su rey.

Los romanos usaban el paso y la milla equivalente a mil pasos. Para ellos un paso era igual a dos pasos de los actuales, pues cada uno era doble, ya que cada pie daba un avance. También se utilizaron otras partes del cuerpo humano; el codo era la distancia desde el codo hasta el extremo del dedo medio; el palmo o la cuarta era la distancia entre el extremo del dedo pulgar y el meñique al estar abierto la mano. La elección de la unidad de medida de longitud se convirtió en una cuestión de prestigio, pues era inconcebible que una nación utilizara la medida de alguna parte del cuerpo del soberano de otro país. Por tanto, cada vez se crearon más unidades diferentes, y cada país poderoso tenía sus propias medidas. Es fácil imaginar el desconcierto reinante en esos tiempos para el comercio entre los pueblos.

Cuando Roma se integra en un imperio y conquista a muchos territorios (siglo II a.C. al siglo IV d.C) trata de poner orden a la diversidad de unidades y establece la libra como unidad de peso y el pie como unidad de longitud; para ello, modela un cuerpo representativo del peso de una libra patrón y una barra de bronce que muestre la longitud equivalente al pie. Por primera vez, existía una misma forma de pesar y de medir longitudes.

Cuando se dio la decadencia del Imperio Romano y el poder político y económico que ejercía quedó en ruinas, nuevamente surgió la anarquía en las unidades de medida, la cual duró todo el período de la Edad Media (siglo V al siglo XV d.C).

Fue hasta 1790 cuando la Asamblea Constituyente de Francia, por medio de la Academia de Ciencias de París, extendió una invitación a los países para enviar a sus hombres de ciencia con el objetivo de unificar los sistemas de pesas y medidas, adoptando un solo sistema para todo el mundo.

168

2.3 Sistema Métrico Decimal o SMD El primer sistema de unidades bien definido que existió en el mundo fue el Sistema Métrico Decimal, implantado en 1795 como resultado de la Convención Mundial de Ciencia celebrada en París, Francia; este sistema tiene una división decimal y sus unidades fundamentales son: el metro, el kilogramo y el litro.

Además, para definir las unidades fundamentales utiliza datos de carácter general, como las dimensiones de la Tierra y la densidad del agua.

A fin de encontrar una unidad patrón para medir longitudes se dividió un meridiano terrestre en 40 millones de partes iguales y se le llamó metro a la longitud de cada parte. Por tanto, definieron el metro como la cuarenta millonésima parte del meridiano terrestre. Una vez establecido el metro como unidad de longitud, sirvió de base para todas las demás unidades que constituyeron al Sistema Métrico Decimal, derivado de la palabra metro que quiere decir medida.

Una ventaja importante del Sistema Métrico fue su división decimal, ya que mediante el uso de prefijos como deci, centi o mili, que son algunos de los submúltiplos de la unidad, podemos referirnos a decímetro, como la décima parte del metro (0.1 m); a centímetro, como la centésima parte (0.01 m); y a milímetro, como la milésima parte del metro (0.001 m). Lo mismo sucede para el litro o el kilogramo, de manera que la hablar de prefijos como deca, hecto o kilo, mismos que son algunos de los múltiplos de la unidad, podemos mencionar el decámetro, hectómetro o kilómetro como equivalentes a 10,100 o 1,000 metros, respectivamente.

2.4 Sistema Cegesimal o CGS En 1881, como resultado del gran desarrollo de la ciencia y por supuesto de la Física, se adopta en el Congreso Internacional de los Electricistas, realizado en París, Francia, un sistema llamado absoluto: el Sistema Cegesimal o CGS propuesto por el físico alemán Karl Gauss. En dicho sistema las magnitudes fundamentales y las unidades propuestas para las mismas son: para la longitud el centímetro, para la masa el gramo y para el tiempo el segundo. En ese entonces ya se observaba la diferenciación entre los conceptos de masa y peso de un cuerpo, porque se tenía claro que el peso era el resultado de la fuerza de atracción gravitacional ejercida por la Tierra sobre la masa de los cuerpos.

2.5 Sistema MKS En 1935, en el Congreso Internacional de los Electricistas celebrado en Bruselas, Bélgica, el ingeniero italiano Giovanni Giorgi propone y logra que se acepte su sistema, también llamado absoluto, pues como magnitud fundamental se habla de la masa y no del peso de los cuerpos; este sistema recibe el nombre de MKS, cuyas iníciales corresponden al metro, al kilogramo y al segundo como unidades de longitud, masa y tiempo, respectivamente.

2.6 Sistema internacional de unidades (SI) El mundo científico buscaba uniformidad en un solo sistema de unidades que resultara práctico, claro y acorde con los avances de la ciencia, en 1960 científicos y técnicos de todo el mundo se reunieron en Ginebra, Suiza, y acordaron adoptar el llamado: Sistema Internacional de Unidades (SI). Este sistema se basa en el llamado MKS, cuyas iníciales corresponden a metro, kilogramo y segundo. El Sistema Internacional establece que son siete magnitudes fundamentales mismas que señalaremos en seguida, con sus respectivas unidades de medida: para longitud al metro (m), para masa al kilogramo (kg), para tiempo al segundo (s), para temperatura al kelvin (K), para intensidad de corriente eléctrica al ampere (A), para intensidad luminosa la candela y para cantidad de sustancia al mol.

169

Las definiciones del metro, kilogramo y segundo se dan a continuación: El empleo del SI como único sistema que el ser humano utilice a nivel científico y comercial en todo el mundo, representa no sólo el avance de la ciencia, sino también la posibilidad de emplear un lenguaje específico para expresar cada magnitud física en una unidad de medida basada en definiciones precisas respecto a fenómenos y situaciones naturales. Con el uso del SI ya no interpretamos longitudes en pies, millas, yardas, pulgadas, millas marinas, millas terrestres o leguas, pues con el metro y los prefijos expuestos podemos expresar cualquier longitud por pequeña o grande que sea. Lo mismo sucede para la masa, en la cual en lugar de onzas, libras y toneladas sólo empleamos al kilogramo con sus múltiplos y submúltiplos, cuyos prefijos son los mismos del metro y de las diferentes unidades de medida. Esperemos que en poco tiempo, con el progreso de la ciencia y de la humanidad, el único sistema utilizado por sus múltiples ventajas sea el Sistema Internacional de Unidades.

Actualmente, aún se utiliza, sobre todo en Estados Unidos, el Sistema Inglés (pie, libra y segundo) y el Sistema CGS; además de los llamados Sistemas Gravitacionales, Técnicos o de Ingeniería que en lugar de masa se refieren al peso como unidad fundamental. Por ejemplo, es muy común expresar nuestro peso en kilogramos fuerza (kgf), en lugar de expresarlo en Newton (N). En las estaciones de servicio, la presión de las llantas se mide en libras fuerza por pulgada cuadrada (lbf/pulg2) en lugar de Newton por metro cuadrado (N/m 2).

Actividades: a) Convierte las siguientes unidades de medida:  8m a cm  25cm a m  3años a días  15m a yardas  5horas a min, a segundos  mil años a meses b) Convierte las siguientes unidades de medición a la indicada.                     c)

9913 g = _____ kg 817 cm = _____ m 4803 g = _____ kg 9.85 m = ______ cm 819 mm = _____ cm 2.545 kg = ______ g 697 mm = _____ cm 874 mm = _____ cm 9556 g = _____ kg 4.08 m = ______ cm 2.834 L = ______ ml 2.774 L = ______ ml 473 cm = _____ m 350L = ______ ml 1.52 kg = ______ g 7.874 kg = ______ g 9.646 L = ______ ml 268 cm = _____ m 73.5 cm = ______ mm 494 mm = _____ cm

                   

4.72 m = ______ cm 488 cm = _____ m 2.344 L = ______ ml 9.92 L = ______ ml 21.5 cm = ______ mm 6688 g = _____ kg 8.76 m = ______ cm 2.82 m = ______ cm 74.7 cm = ______ mm 9.32 m = ______ cm 6603 ml = _____ L 68.8 cm = ______ mm 697.54m = ______ cm 1.637 L = ______ ml 0.425 kg = ______ g 7.026 kg = ______ g 2.108 L = ______ ml 1715 g = _____ kg 235 mm = _____ cm 666 mm = _____ cm

Elabore un cuadro comparativo acerca de los sistemas de unidades.

d) Explique brevemente cómo surgen las unidades de medida.

170

3. Notación Científica CONVERSIÓN DE UNIDADES En muchas situaciones en Física, tenemos que realizar operaciones con magnitudes que vienen expresadas en unidades que no son homogéneas. Para que los cálculos que realicemos sean correctos, debemos transformar las unidades de forma que se cumpla el principio de homogeneidad.

Por ejemplo, si queremos calcular el espacio recorrido por un móvil que se mueve a velocidad constante de 65 Km/h en un trayecto que le lleva 50 segundos, debemos aplicar la ecuación S = v·t, pero tenemos el problema de que la velocidad viene expresada en kilómetros/hora, mientras que el tiempo viene en segundos.

Esto nos exige transformar una de las dos unidades, de forma que ambas sean la misma, para no violar el Principio de homogeneidad y que el cálculo sea acertado.

Para realizar la transformación utilizamos los factores de conversión. Llamamos factor de conversión a la relación de equivalencia entre dos unidades de la misma magnitud, es decir, un cociente que nos indica los valores numéricos de equivalencia entre ambas unidades. Por ejemplo, en nuestro caso, el factor de conversión entre horas y segundos viene dado por la expresión: o la equivalente , ya que 1 hora = 3600 segundos Para realizar la conversión, simplemente colocamos la unidad de partida y usamos la relación o factor adecuado, de manera que se nos simplifiquen las unidades de partida y obtengamos el valor en las unidades que nos interesa. En nuestro caso, deseamos transformar la velocidad de Km/h a m/s, por lo cual usaremos la primera de las expresiones, ya que así simplificamos la unidad hora: 50 segundos

x

1 hora = 0.013 hora 3600 segundos

Si tenemos que transformar más de una unidad, utilizamos todos los factores de conversión sucesivamente y realizamos las operaciones. Por ejemplo, transformemos los 65 Km/h a m/s:

65 km x h

1h

x

36600 s s

1000 m

= 18.05 m/s

1 km

Con el fin de utilizar siempre el mismo sistema de unidades y tener un criterio de homogeneización, utilizamos el Sistema Internacional de Unidades. En este sistema tenemos 7 magnitudes y sus correspondientes unidades que llamamos fundamentales, mientras que el resto de unidades son derivadas, es decir, se expresan en función de las fundamentales. Las magnitudes y unidades fundamentales en el Sistema Internacional son: El resto de las unidades se expresan en función de esas siete, como por ejemplo la velocidad, que viene dada en función de longitud/tiempo. Algunas unidades se les asignan un nombre especial como homenaje a un determinado científico, como la de Fuerza, que es el newton, recordando a Isaac Newton.

171

REGLAS PARA DETERMINAR LAS CIFRAS SIGNIFICATIVAS Y DE REDONDEO Hay algunas reglas que debemos usar para establecer cuántas cifras significativas tiene un número.

1.

Todos los dígitos diferentes de cero son significativos. Ejemplos: 4.006, 12.012, 10.010

2.

Los ceros colocados entre dígitos significativos (llamados ceros internos) son significativos. Ejemplos: 4.006, 12.012, 10.07

3.

Los ceros al final de un número y a la derecha del punto decimal son significativos. Ejemplo: 10.070

4.

Los ceros que aparecen al final de un número y a la izquierda de un supuesto punto decimal, pueden o no ser significativos.

5.

Ceros a la izquierda del primer dígito diferente de cero no son significativos, solamente localizan el punto decimal. Ejemplo: 0.00002 y .00002 dos números que representan la misma cantidad excepto que el primero tiene un cero a la izquierda del punto decimal con lo que mejora la apariencia del número escrito pero no es significativo y todos los ceros a la derecha del punto decimal sólo indican el orden de magnitud -5

de la cantidad, que puede escribirse como 2 x 10 , con sus respectivas unidades.

CIFRAS SIGNIFICATIVAS VERDADERAS Si para establecer el número de cifras significativas en 4.006 usamos las reglas 1 y 2, encontraremos cuatro dígitos significativos pero al incorporar el hecho de que la incertidumbre está en el último dígito que se escribe, nos quedamos con solo tres cifras significativas, que podemos llamar verdaderas.

Para determinar el número de dígitos significativos en 10.070 usamos las reglas 1, 2 y 3 y obtenemos cinco cifras de las cuales cuatro son cifras significativas verdaderas.

Según las reglas 1 y 5 en el número 0.00002 hay sólo una cifra significativa. Y de acuerdo a las reglas 1, 3 y 5 en el número 0.000020 hay dos cifras significativas.

Para ilustrar la regla 4, consideremos el número 750 que presenta dos posibilidades: significa 750 ± 10, con dos cifras significas y una significativa verdadera, o significa 750 ± 1, que tendría tres cifras significativas y dos significativas verdaderas.

Para resolver esta ambigüedad se acostumbra escribir 750 cuando el cero sólo da el orden de magnitud y el número tiene 2 cifras significativas. En cambio, cuando el cero es también un dígito significativo medido, se escribe 750. y así se indica que el número tiene las 3 cifras.

El uso del punto decimal nos ayuda a identificar que todos los dígitos a su izquierda son significativos.

3.1 Representación de números enteros y decimales en notación científica Las cifras de números enteros muy grandes, o los decimales extremadamente pequeñas, se representan en forma más simplificada. Veamos algunos ejemplos: Podemos decir que la velocidad de la luz es de trescientos millones de metros por segundo, o también de 300 000 000 m/s. Si hablamos de grandes cantidades de bytes, se puede decir que la capacidad de almacenamiento de datos de una gran computadora es de 500 Terabytes, o sea, una cantidad equivalente a 500 000 000 000 000 Notación científica: Un bytes. Si nos referimos a la longitud de onda de los rayos cósmicos, se número se escribe en notación podría decir que su medida es inferior a 0.000000000000001 metros.

Sin embargo, en los textos científicos o técnicos las cifras no aparecen escritas de forma tan grandes, sino más bien simplificadas, utilizando un procedimiento matemático denominado “notación científica”. Por tanto, las cifras del párrafo anterior seguramente aparecerían escritas en textos de ciencia y técnica de la forma siguiente: “La velocidad de la luz es de 3 x 108 m/s”. “La capacidad de almacenamiento de datos de la gran computadora es de 5 x 1014 bytes...” y “La longitud de onda de los rayos cósmicos es inferior a 1 x 10-14 metros...”

científica de la forma: n a x 10 Donde a es un número comprendido entre 1 y 9, incluyendo los extremos; n es un número entero.

Igualmente, en los países de habla hispana 109 recibe también el

172

nombre de “millardo” (palabra proveniente del francés “millard”), además de “mil millones”. Por tanto, lo que para los estadounidenses es “one billon dollars or euros“(un billón de dólares o de euros), para las personas de habla hispana sería “un millardo de dólares o de euros” o “mil millones de dólares o de euros”. Por otra parte, en español 104 (10 000), también se denomina “miríada”.

3.2 Método para representar un número entero en notación científica.

Valor numérico

Representación en Notación Científica 10-21 10-18 10-15 10-12 10-9 10-6 10-3 10-2 101 1 101 102 103 106 109 1012 1015 1018 1021

Representación numérica

Miltrillonésima 0.000000000000000000001 Trillonésima 0.000000000000000001 Milbillonésima 0.000000000000001 Billonésima 0.000000000001 Milmillonésima 0.000000001 Millonésima 0.000001 Milésima 0.001 Centésima 0.01 Décima 0.1 Uno 1 Diez 10 Cien 100 Mil 1 000 Millón 1 000 000 Mil millones 1 000 000 000 Billón * 1 000 000 000 000 Mil billones 1 000 000 000 000 000 Trillón 1 000 000 000 000 000 000 Mil trillones 1 000 000 000 000 000 000 000 Cualquier número entero o decimal, independientemente de la cantidad de cifras que posea, se puede reducir empleando la notación científica. Veamos ahora una tabla donde aparecen expuestos diferentes valores numéricos, sus equivalentes en notación científica y la representación numérica de cada uno: Información: el 10-8 kilómetros por hora; cada día mueren en la tierra unas 2,5 x 105 personas y cada año se fuman aproximadamente 5 x 1011 cigarrillos en los Estados Unidos. Las expresiones de cabello humano crece aproximadamente a razón de 1.6 x 10-9 estos números en notación común son: 0,000000016 kilómetros por hora, 250,000 personas y 500,000,000,000 cigarrillos.

Aparecer para los países de habla hispana 10 9 equivale a “mil millones”, mientras que el billón se representa como 1012. También hay otra forma de nombrarlos, en Estados Unidos de Norteamérica 10 9 se denomina “billón”.

También se puede representar en números enteros y decimales: a) b) c) d) e)

529 345 386 450 590 587 348 584 0.3483 0.000987

= = = = =

5.29 x 108 4.5 x 102 5.9 1011 3.5 x 10-1 9.87 x 10-4

Con 3 cifras Con 2 cifras Con 2 cifras Con 2 cifras Con 3 cifras

significativas significativas significativas significativas significativas

El procedimiento para convertir un número decimal en otro número en notación científica es parecido al anterior. Tomemos por ejemplo el número 0,000987, correspondiente a la “e” en la tabla del ejemplo. Para realizar la conversión, sencillamente corremos la coma hacia la derecha los cuatro espacios que la separan del “9”, con lo que obtendremos el siguiente número decimal: 9,87. Por tanto, la notación final quedará de la siguiente forma: 9,87 x 10-4. Si queremos acortar más la notación podemos redondear y escribirla también como 9,9 x 10-4. En el caso de la conversión de decimales a notación científica, el superíndice del “10” llevará el signo “menos” para indicar que esta notación corresponde a un número fraccionario en lugar de uno entero.

173

Para convertir de nuevo la notación científica de este ejemplo en decimal, movemos la coma tantos lugares a la izquierda como número nos indique el superíndice negativo, agregando los correspondientes ceros para completar la cifra.

Ejemplo de cómo resolver un ejercicio utilizando la notación científica El tamaño del núcleo de un átomo es de 0,000 000 000 000 001 metros y el diámetro del universo tiene 100 000 000 000 000 000 000 000 000 metros.

Para hacer más fácil la lectura y la escritura de estos números se usa la notación científica.

Potencias de diez positivas

Potencias de diez negativas

1000 = 1 × 10 ×10× 10 = 103

1  10 3 1000

1  2  10 4 20000

0.001  10 3

0.0000025  2.5  10 6

20000 = 2 × 10 × 10× 10× 10 = 2 × 104 35000 = 35 ×103 = 3.5 × 104 125 000 000 = 125 × 106 = 1.25 ×108

Consiste en escribir el número en forma de potencias de diez.

Para tratar con números muy grandes o muy pequeños, la notación científica suele resultar a menudo más fácil y clara que la normal, y por tanto en algunas ocasiones se hará uso de ella. Es así que 10 n representa un 1 seguido de N ceros, así 104 es 10.000 y 109 son mil millones. 10-n quiere decir 1 dividido por 10n, así por ejemplo, 10-4 es 1 dividido entre 10000 ó 0.0001 y 10-2 es una centésima (0.01); 4 x 106 es 4 x 1000000 ó 4000000; 5.3 x 108 significa 5.3 x 100000000 ó 530000000; 2 x 10-3 es 2 x ll000 ó 0.002; 3.4 x 10-7 significa 3.4 x 110000000 ó 0.00000034.

En notación científica siempre debe haber un número distinto de cero (y sólo uno) delante del punto decimal.

Ejemplos:  En notación científica 25000 es 2.5x104. No es correcto (aunque es lo mismo) 25x103  23x10-4 será: 2.3·10-3  0.15 es, en notación científica, 1.5x10-1 Analiza: ¿Por qué las revistas o los diarios no utilizan en sus relatos esta notación científica?

Ejercicios: Realiza los siguientes cambios: 1) Expresa en notación ordinaria: 3.1×101 ; 3.1×102 ; 3.1×103 ; 3.1×104 ; 31.×108 ;3.1×10-1 ; 3.1×10-2 ; 3.1×10-3 ; 3.1×10-4 ; 3.1×10-8 2) Expresa en notación científica: 15000000 ; 210000 ; 1340000 ; 1200000000 : 0.023 ; 0.0000062 ; 0.0000000000342 Operaciones en notación científica.

Sumas Ejemplos: (7.2×105)+ (1.93×105)= (7.2+1,93) ×105=9.13×105 (7.2×103)+ (8.4×103)=15.6×103=1.56×104 (hay que transformar el resultado para que quede en notación científica)

174

Efectúa las siguientes sumas sin utilizar la calculadora: 1) 2.33×1011+4.86×1011= 2) 5.43×10-8+8.5×10-8-3.124×10-8= 3) 6.93×106+4.87×106-1.2. ×106= 4) 5.9×10-11-8.73×10-11-9.3×10-11= Si las potencias de 10 no son iguales tendremos que “transformar” algunas, como en el siguiente ejemplo: 1.2×105+3.6×106=0.12×106+3.6×106=3.72×106 5) Efectúa 5.8×103+9.8×104= Productos: Ejemplo: (6.24×105) (5.1×10-13)=31.824×105+ (-13)=31.824×10-8=3.1824×10-7 Efectúa (puedes utilizar la calculadora pero sólo las teclas x, +, -) 6) (5.43×1012) (8.2×10-5)= 7) (6.2×10-15) (1.8×10-13)= Divisiones: Ejemplo:(5,31×1015) ÷ (6.3×10-4)= (5.31÷6.3) (1015÷10-4)=0.843×1015-(-4)=0.843×1019=8.43×1018 8) (3.1 ×107) ÷ (8.1×10-6)= 9) (8.2×10-7) ÷ (4.5×106)= 10) (1.4×10-7) ÷ (5×10-6)= 11)

(2.63 10 5  8.6 10 5 ) x(3.10 4 ) = 5.93x109

12)

(7.43 108  4.1108 ) x(7.4 105 ) = 101.10 11

Con calculadora: Para escribir 8x105 tecleamos el número 8 negativos o bien la tecla

(

-)

EXP , el 5

+/-

Se

utiliza la tecla para poner los números

según modelo de calculadora.

Efectúa con la calculadora: 13) 7.84 ×1012 - 9.4 ×10-9= 14) (7.8×1015+1.24×1016-9.87×1014) (3.1×10-11)= 15)

(8.731x10 5  (3.4 x10 7 ) x(5 10 3 ) = (2.5 x10 6  9.1x105 ) x(6.2 x10 4 )

Realiza las siguientes actividades: 1.

2.

Los siguientes números están escritos en notación científica. Escríbalos en notación estándar (normal). a) 7.65 X 10 5 b) 6.8 x 103 c) 9.3 x 10 7 d) 5 x 10 4 e) 2.5 x 10 1 f) 7.2 x 10 2 g) 4.7 x 10 5 h) 2.61 x 10 6 Escriba los siguientes números en notación científica. a) 93000000 b) 68000 c) 1607234 d) 72813 e) 0.08 f) 0.7 g) 0.000047 h) 0.00022

175

3.

4.

Usando una calculadora científica, realiza las siguientes operaciones y luego el resultado lo escribes en una hoja. a) 9800000 x 4500000

b) 2540000 x 1900000

c) 8100000 x 6500000

d) 5260420 x 2682521

Realiza las siguientes operaciones y el resultado lo escribes en notación científica. a) (2.52 x 10 2 ) x (4.2 x 10 3 ) c) (6 x 10 4 ) x (2.2 x 10 3 )

b) (4.1 x 10 2 ) x (2 x 10 3 ) d) (3. x 10 2 ) x (0.16 x 10 4 )

Problemas de aplicación: A.

Una camioneta de reparto, entrega en 6 almacenes el mismo pedido durante una semana. “6 cajas con 6 bebidas cada una, 6 veces a la semana”. ¿Cuántas bebidas reparte en una semana? Exprese su respuesta en Notación científica.

B.

A un cubo de arista 4 le aumentaron los lados al doble. a) ¿Cuál es el volumen del cubo de arista 4? b) ¿Cuál es el volumen del nuevo cubo? c) ¿En cuántas veces aumenta el volumen?

Volumen del cubo = a3, con a: medida de la arista

C.

Exprese en notación potencial el siguiente enunciado: “Mario camina la cuarta parte cuarta parte de la cuarta parte del viaje que hace en bus”

D.

Una bacteria cada una hora se reproduce 10 veces más que la hora anterior. a) ¿Cuántas bacterias hay al cabo de 4 horas? b) Si se tienen 10 millones de bacterias ¿Cuántas había en la hora anterior?

E.

La expresión, 6.25 x 10 6 representa al número: a) 6.250

F.

b) 0.21

Al realizar la operación: (4,2 x 10 6 ) a) 8.4

H.

c) 6250000

d) 625000

La expresión, 2,1 x 10 4 representa al número: a) 0.00021

G.

b) 62.500

de la

b) 840

c) 0.021 (2

d) 0.0021

10 5 ) se obtiene el número: c) 84

d) 8400

Al realizar la operación: (4.62 x 10 2 )

(2.2 x 10 4 ) se obtiene el número:

a) 2100

c) 21

b) 2.1

d) 210

176

I. Escribe el número dado en notación científica en manera normal.

J. Escribe el número en notación científica.



5800948 × 1010



16.188



6.65 × 102



51



8.0 × 100



411079000



4.209068 × 106



704500087



5.802071 × 107



700005007405



7.00804 × 1010



6000405222



3.005006 × 109



215072



5.100041 × 109



3663



5.81104 × 105



250070801000



5.691 × 103



8.32 × 102



6.67 × 102

II LOS MOVIMIENTOS RECTILÍNEOS 1. MRV  En base a las imágenes de la figura No 1 que se encuentra a la izquierda conteste: ¿Qué es el movimiento? ¿De qué dependen los movimientos? ¿Qué tipos de movimientos observas en las imágenes? ¿Cómo se clasifican los movimientos? ¿Qué diferencia encuentras entre trayectoria y desplazamiento? ¿Cuándo un movimiento es rectilíneo? ¿Qué entiendes por Movimiento Rectilíneo Uniforme?

Figura No. 1

 Describe los movimientos que realiza un chofer al subirse a un automóvil.

- Desde que se sube al vehículo - Se acerca a un semáforo en rojo - Pasa el semáforo - Se parquea - ¿Quién ha cambiado o variado? ¿Cómo es movimiento?

su

177

Analice: Si observamos el carro que está en la imagen, visualizamos que se encuentra en un movimiento rectilíneo debido a su trayectoria. Si se comprueba que en un primer recorrido, recorre 40 m en 20 segundos , en el segundo tramo recorre 30m en 10 segundos y en un tercer tramo recorre 5m en 1 segundo, ¿Cuál fue su velocidad en cada tramo? ¿Cómo es su movimiento?

De lo anterior podemos decir:

Un movimiento es rectilíneo y variado (M.R.V.) cuando el móvil describe una trayectoria rectilínea y su velocidad no permanece constante.

1.1 Características a. Trayectoria rectilínea. b. La velocidad del móvil no permanece constante.

178

M.R.U (Movimiento Rectilíneo Uniforme)

M.R.V (Movimiento Rectilíneo Variado)

Trayectoria es una línea recta

Trayectoria es una línea recta

La velocidad permanece constante

La velocidad no permanece constante.

Hay cambio de velocidad Constantemente se acelera o se frena (desacelera).

Ecuación:

Ecuación:

V= a=

1.2 LA ACELERACIÓN A la magnitud física vectorial que caracteriza la variación (aumento o disminución) de la velocidad de un móvil respecto al tiempo, se conoce como ACELERACIÓN.

= De donde: : es la aceleración del móvil.

vf : es la velocidad final que posee el móvil. vo : es la velocidad inicial del móvil. t : es el tiempo que emplea el móvil en recorrer la distancia.

UNIDADES DE MEDICIÓN La unidad de medida de la aceleración es el m/s 2, km/h2, m/ (min)2, km/s2, etc. En el sistema internacional la unidad de medida de la aceleración es m/s2

Ejemplo Nº 1: ¿Qué aceleración experimenta un vehículo si el chofer observa que el odómetro de su vehículo pasa de una velocidad de 10 m/s a 35 m/s en 10 s?

a.

Interpretación y esquema.

179

b.

Solución: DATOS

vo = 10 m/s vf = 35 m/s t = 10 s

ECUACIÓN

a

v f  vo

=?

SOLUCIÓN

a

t

35m / s  10m / s 10 s

25m / s 10 s a  2.5m / s 2 m s m 1 m     s 1 s s s2 a

c.

Respuesta: El vehículo ha aumentado su velocidad en 2.5 m/s cada 1s

Ejemplo Nº 2: Un vehículo se desplaza sobre una calle con una velocidad inicial de 40 m/s, si aplica repentinamente los frenos para no atropellar una persona y en 5 s disminuye su velocidad a 25 m/s. Determine la aceleración del vehículo durante esos 5 s.

a. Interpretación y esquema

b. Solución DATOS

vo = 40 m/s vf = 25 m/s t = 10 s

ECUACIÓN

a

v f  vo t

=?

SOLUCIÓN

25m / s  40m / s 5s  15m / s a 5s

a

a  3m / s 2

c. Respuesta: El vehículo disminuye su velocidad en 3 m/s cada 1s Resuelve los siguientes ejercicios:  Un auto parte del reposo y alcanza una velocidad de 150Km/h en 50 segundos. Encuentre la aceleración aplicada por el conductor del vehículo. 

¿Qué aceleración experimenta un vehículo si el chofer observa que el odómetro de su vehículo pasa de 25 m/s a 55 m/s en 20 s?

180



Un venado corre 120 m en 5 segundos y en una segunda carrera recorre 50 m en 2 segundos. ¿Dónde fue su mayor velocidad?



Un leopardo mantiene por espacio de 20 segundos una rapidez de 80Km/h. ¿Qué distancia recorrió?



Al aplicar los frenos a un carro que se mueve a 100Km/h, se le imprime una aceleración de -3m/s2, ¿Cuánto tiempo tarda el móvil en detenerse?



Un vehículo se desplaza sobre una calle con una velocidad inicial de 50 m/s, si aplica repentinamente los frenos para no atropellar una persona y en 10 s disminuye su velocidad a 30 m/s. Determine la aceleración del vehículo durante esos 10 s.

2. El movimiento rectilíneo uniformemente variado (M.R.U.V.) 2.1 Concepto y características Para analizar este movimiento, es muy importante tener en cuenta además de la trayectoria descrita por el móvil, cómo varía su velocidad con respecto al tiempo. Para tal fin, analicemos el siguiente ejemplo: Un observador que se encuentra dentro de un automóvil que se desplaza sobre un trecho rectilíneo de la carretera que va de Tipitapa al empalme de San Benito, hace uso de un cronómetro y del odómetro del vehículo para medir cada 10 s la velocidad con que se desplaza dicho vehículo.

En el instante en que inició su observación ( t = 0 s) aprecia que la velocidad del vehículo es de 40 km/h, 10s más tarde nota que su velocidad es de 60 km/h, en cambio a los 20 s ve que su velocidad es de 80 km/h; y a los 30 s su velocidad es de 100 km/h ¿Qué tipo de movimiento describe el automóvil?

Inmediatamente al analizar los datos del problema se aprecia, que el automóvil se desplaza describiendo una trayectoria rectilínea y que la magnitud de su velocidad no es constante ( v  cte.), pues ésta adquiere diferentes valores con respecto al tiempo durante su recorrido, por lo que en primera instancia se puede afirmar, que el automóvil se desplaza describiendo un Movimiento Rectilíneo Variado (M.R.V.).

Analicemos ahora la forma en que varía su velocidad con respecto al tiempo, para ello construyamos una tabla de valores de VELOCIDAD – TIEMPO con los datos del problema.

v (km/h) t (s)

40 0

60 10

80 20

100 30

Si restamos cada valor de la velocidad (v) del siguiente, nos da como resultado: VARIACIONES DE VELOCIDAD 60 km/h – 40 km/h = 20 km/h 80 km/h – 60 km/h = 20 km/h 100 km/h – 80 km/h = 20 km/h

VARIACIONES DE TIEMPO 10 s – 0 s = 10 s 20 s – 10 s = 10 s 30 s – 20 s = 10 s

Los resultados obtenidos nos muestran claramente, que en todos los casos esta diferencia es igual (20 km/h), indicándonos que la velocidad del móvil durante su recorrido aumenta en cantidades iguales en intervalos de tiempos iguales.

La afirmación anterior nos conduce a plantear, que en este movimiento, la velocidad del móvil durante su desplazamiento varía (aumenta o disminuye) uniformemente con respecto al tiempo.

A este movimiento rectilíneo variado en el cual la velocidad del móvil varía (aumenta o disminuye) uniformemente con respecto al tiempo, se le denomina MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (M.R.U.V.).

181

Si se desea conocer de cuanto es la variación de la velocidad del móvil con respecto al tiempo durante su recorrido, es imprescindible calcular su aceleración, para ello es necesario, que tanto la magnitud de la velocidad como la magnitud del tiempo estén representadas en el mismo sistema de unidades (en el Sistema Internacional).

Tiempo Velocidad Velocidad Transformación t (s) v (km/h) v (m/s) 0

0

10

10

20

20

30

100

11.11 m/s

40km 40000m   11.11m / s 1h 3600 s

16.66 m/s

60km 60000m   16.66m / s 1h 3600 s 80km 80000m   22.22m / s 1h 3600 s 100km 100000m   27.77 m / s 1h 3600 s

22.22 m/s 27.77 m/s

Calcula el valor de la aceleración para t1 = 0s y t2 = 20 s. Infiera el valor de la velocidad de la tabla de datos: DATOS

ECUACIÓN

SOLUCIÓN

22.22m / s  11.11m / s a 20 s

t1 = 0 s t2 = 20 s tT = t2 - t1 = 20 s

a

v0 = 11.11 m/s

v f  v0 t

a

vf = 22.22 m/s

11.11m / s  0.55m / s 2 20 s

a=?

m s m 1 m     s 1 s s s2 Este resultado significa, que el cuerpo varía (aumenta) su velocidad en 0.55 m/s cada 1 s.

Si deseas averiguar si es o no constante el valor de la aceleración durante este movimiento, debes de calcularla para distintos intervalos de tiempo.

DATOS

ECUACIÓN

t1 = 10 s t2 = 30 s tT = t2 - t1 = 20 s vo = 16.66 m/s

a

v f  v0

SOLUCIÓN

a

27.77 m / s  16.66m / s 20 s

a

11.11m / s  0.55m / s 2 20 s

t

vf = 27.77 m/s =?

182

DATOS

ECUACIÓN

SOLUCIÓN

t1 = 0 s t2 = 30 s tT = t2 - t1 = 30 s

a

v f  v0

a

27.77 m / s  11.11m / s 30 s

a

16.66m / s  0.55m / s 2 30 s

t

vo = 11.11m/s vf = 27.77 m/s =?

Este resultado nos muestra claramente, que la aceleración del móvil durante todo su recorrido permanece constante ( = cte.), siendo ésta la característica fundamental del MOVIMIENTO. RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (M.R.U.V.).

De lo anterior en síntesis podemos plantear: EL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV), es aquel movimiento en el cual un móvil se desplaza describiendo una trayectoria rectilínea y la magnitud de su aceleración permanece constante ( = cte.).

Las ecuaciones que describen el comportamiento de un cuerpo que se desplaza con MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO son:

Ecuación de la aceleración en función del tiempo:

Ecuación de la velocidad en función del tiempo:

= f(t)

a

v = f(t)

v f  v0 t

v f  v0  at

Ecuación de la velocidad en función del desplazamiento: v = f(d)

v 2f  v02  2ad d  v0t  1 / 2at 2

Ecuación del desplazamiento en función del tiempo: d = f(t) Tipos de Movimientos Rectilíneos Uniformemente Variados En un MRUR

Fig. No. 2 Explique: ¿En qué consisten los movimientos rectilíneos uniformemente variados? ¿Qué puedes deducir de la gráfica? ¿Cuáles son las características del MRUV?

183

Los movimientos rectilíneos uniformemente variados dependiendo del valor de la velocidad final ( vf) y del valor de la velocidad inicial (v0) se suelen clasificar en: • MOVIMIENTO RECTILÍNEOS UNIFORMEMENTE ACELERADOS (MRUA).

• MOVIMIENTOS RECTILÍNEOS UNIFORMEMENTE RETARDADOS O DESACELERADOS (MRUR).

Si la magnitud de la aceleración de un móvil durante su recorrido permanece constante, y el valor de su velocidad inicial (v0) es menor que el valor de su velocidad final (vf), se afirma que el movimiento es uniformemente acelerado (v0 < vf)MRUA. En cambio, si la magnitud de la aceleración de un móvil durante su recorrido permanece constante, y el valor de su velocidad inicial es mayor que el valor de su velocidad final, se afirma que el movimiento es uniformemente retardado o desacelerado. (v0 > vf).

Movimiento Rectilíneo Uniformemente desacelerado (MRUR)

Figura No. 3

Realiza la actividad mostrada en la figura No. 3 y comentar con el equipo de trabajo lo referente a: • La trayectoria descrita por el móvil.

• Si la velocidad inicial es mayor, menor o igual que la velocidad final.

• La dirección y sentido del desplazamiento, la aceleración y la velocidad.

• Si el móvil describe un MRUA. • Si aumenta o disminuye la aceleración.

• Las ecuaciones de este movimiento.

d (cm) t(s) 2d t2 2d/t2 0 25 50 75 100 Para hacer más sencillo la comprensión de este tema, partiremos del análisis del siguiente ejemplo: Un observador dentro de un automóvil que se desplaza sobre un tramo recto de una carretera, registra en una tabla de datos los cambios de velocidad con respecto al tiempo experimentado por el vehículo durante su recorrido, obteniendo los siguientes valores. v (m/s) 10 20 30 40 50 60 t (s) 0 5 10 15 20 25 Con los datos obtenidos elaboremos una gráfica de VELOCIDAD – TIEMPO De la gráfica obtenida (Figura Nº 4) podemos deducir la siguiente Figura No. 4 información: • A medida que transcurre el tiempo la velocidad del móvil aumenta.

• La velocidad inicial del móvil es menor que su velocidad final.

•

vo < v f Las variaciones de velocidad (vf – vo) que experimenta el móvil durante todo su recorrido permanece constante, para comprobar este hecho, debemos restar el mayor valor del menor valor en forma ascendente:

vf – vo 20 m/s – 10 m/s = 10 m/s 30 m/s – 20 m/s = 10 m/s 40 m/s – 30 m/s = 10 m/s 50 m/s – 40 m/s = 10 m/s 60 m/s – 50 m/s = 10 m/s

184

•

Como la gráfica obtenida es una línea recta inclinada con respecto al eje del tiempo, esto nos induce a plantear, que las variaciones de la velocidad que experimenta el móvil con respecto al tiempo durante todo su recorrido permanece constante (v/t= cte), es decir, que la magnitud de su aceleración durante todo su recorrido es constante y siempre positiva.

Por ejemplo: DATOS t1 = 0 s t2 = 15 s

ECUACIÓN

tT = t2 – t1 = 15 s

a

a

40m / s  10m / s 15s

a

30m / s 15s

v f  v0 t

vo = 10 m/s vf = 40 m/s a=?

DATOS

ECUACIÓN

t1 = 5 s t2 = 25 s tT = t2 – t1 = 20 s

a

v0 = 20 m/s vf = 60 m/s

v f  v0 t

=?

•

SOLUCIÓN

a  2m / s 2

SOLUCIÓN

a

60m / s  20m / s 20 s

a

40m / s 20 s

a  2m / s 2

Como la magnitud de la aceleración del móvil durante su recorrido es un valor positivo, nos conduce a plantear, que en este movimiento (MRUA), la aceleración, la velocidad y el desplazamiento se encuentran dirigidos en la misma dirección y el mismo sentido (magnitud vectorial).

Todo lo anterior nos confirma, que éste movimiento además de ser un movimiento rectilíneo uniformemente variado, es en particular un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. Por lo tanto, las ecuaciones que describen éste movimiento son idénticas a las planteadas para el MRUV.

a

v f  v0

v f  v0  at

t

d  v0t  1 / 2at

2

v 2f  v02  2ad

De todo lo anterior, podemos expresar: Las características que posee un móvil que se desplaza con movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) son: • Trayectoria rectilínea.

• La velocidad final es mayor que la velocidad inicial (vf > v0).

• Las variaciones de la velocidad que experimenta el móvil durante todo su recorrido son proporcionales al tiempo (v  t).

• La gráfica de la velocidad en función del tiempo v = f(t) es una línea recta inclinada con respecto al eje del tiempo.

• La aceleración del móvil durante todo su recorrido permanece constante y su magnitud siempre es un valor positivo ( = cte).

185

•

En este movimiento (MRUA), la aceleración, la velocidad y el desplazamiento se encuentran dirigidos en la misma dirección y sentido.

EL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO (MRUA), es un movimiento rectilíneo uniformemente variado en el cual, la aceleración que experimenta el móvil durante todo su recorrido permanece constante y su magnitud siempre es positiva, además, su aceleración, su velocidad y su desplazamiento se encuentran dirigidos en la misma dirección y en el mismo sentido.

3. Movimiento Rectilíneo Uniformemente Retardado (MRUR) Anteriormente se expresó, que si la magnitud de la aceleración de un móvil permanece constante durante todo su recorrido, y el valor de su velocidad inicial es mayor que su velocidad final ( vo > vf ), se dice que el movimiento descrito por el móvil además de ser un Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, es un Movimiento Rectilíneo Uniformemente Retardado o Desacelerado; el cual será objeto de estudio de este tema. Para tal fin analicemos el siguiente ejemplo: Dos observadores abordan un bus que sale de la Cuidad de Managua con destino a la ciudad de Juigalpa. Durante el recorrido ambos observadores a través del velocímetro instalado en el bus, notan que su velocidad unas veces aumenta y en otros momentos disminuye.

Figura No. 5 Al estar cerca de su última parada, ambos observadores registran cada cinco segundos (5s) la velocidad que adquiere el bus, desde el momento en que el chofer aplica los frenos hasta que se detiene, obteniendo los siguientes resultados:

v (m/s) t (s)

25 0

20 5

15 10

10 15

5 20

0 25

Con los datos obtenidos elabore un gráfica de VELOCIDAD TIEMPO ¿Cuál es la información que nos brinda el gráfico?

La información que nos brinda este gráfico de VELOCIDAD TIEMPO es: • A medida que transcurre el tiempo, el móvil disminuye su velocidad hasta detenerse.

• La velocidad inicial del móvil es mayor que su velocidad final (vf < v0), o lo que es lo mismo plantear

•

v 0 > vf

Las variaciones de velocidad que experimenta el móvil durante todo su recorrido permanece constante ( ∆v = cte), y su valor es un número negativo, indicándonos que esta variación de la velocidad se encuentra dirigida en sentido contrario al desplazamiento del móvil.

vf - v0 = 20 m/s – 25 m/s = -5 m/s 15 m/s – 20 m/s = -5 m/s 10m/s – 15 m/s = -5 m/s 5 m/s – 10 m/s = -5 m/s 0 m/s – 5 m/s = -5 m/s

• •

Figura No. 6

La gráfica obtenida es una recta inclinada con respecto al eje del tiempo, lo cual nos afirma, que las variaciones de velocidad son proporcionales al tiempo.

La magnitud de su aceleración durante todo su recorrido permanece constante.

186

DATOS

t1 = 0 s t2 = 10 s tt = t2 - t1 = 10 s v0 = 25 m/s vf = 15 m/s

ECUACIÓN

SOLUCIÓN

15m / s  25m / s 10 s  10m / s a 10 s a  1m / s 2

a

a

v f  v0 t

=?

DATOS

t1 = 5 s t2 = 20 s tt = t2 - t1 = 15 s v0 = 20 m/s vf = 5 m/s

ECUACIÓN

a

5m / s  20m / s 15s  15m / s a 15s a  1m / s 2 a

v f  v0 t

=?

DATOS

t1 = 10 s t2 = 25 s tt = t2 - t1 = 15 s v0 = 15 m/s vf = 0 m/s

SOLUCIÓN

ECUACIÓN

a

SOLUCIÓN

0m / s  15m / s 15s  15m / s a 15s a  1m / s 2

a

v f  v0 t

=?

¿Cuál es el significado físico de que el móvil posea una aceleración de -1 m/s2?

•

Que el móvil durante su recorrido disminuye su velocidad en 1 m/s cada 1 s hasta detenerse, además de que su aceleración se encuentra dirigida en sentido contrario al desplazamiento del móvil.

•

La gráfica de la aceleración es una recta paralela al eje del tiempo, la cual se encuentra por debajo de éste eje (al eje del tiempo).

•

Si la trayectoria que describe el móvil durante todo su recorrido es una línea recta, el movimiento descrito, además de ser un movimiento rectilíneo uniformemente variado; es un MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE RETARDADO O DESACELERADO (MRUR). Las ecuaciones que rigen a éste movimiento son las misma del MRUV, lo único que hay que tener presente, es que la aceleración es negativa.

a

v f  v0

v f  v0   a t

t

d  v0t  1 / 2 a t 2

v 2f  v02  2 a d

De todo lo anterior, en síntesis podemos expresar: Todo móvil que se desplaza con MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE RETARDADO (MRUR) posee las siguientes características: • • • •

Trayectoria rectilínea.

La velocidad final es menor que la velocidad inicial (vf < v0); o lo que es lo mismo plantear v0 > vf.

Las variaciones de velocidad que experimenta el móvil durante todo su recorrido son proporcionales al tiempo (v  t).

La gráfica de la velocidad en función del tiempo v = f (t) es una recta inclinada con respecto al tiempo.

187

• •

La aceleración del móvil durante todo su recorrido permanece constante, siendo su magnitud un valor negativo ( = cte.).

La gráfica de la aceleración en función del tiempo es una recta paralela al eje del tiempo, la cual se encuentra por debajo de éste eje (al eje del tiempo).

EL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE RETARDADO (MRUR), es un movimiento rectilíneo uniformemente variado en el cual la aceleración del móvil, además de ser constante, tiene un valor numérico negativo.

4. Ley de Tránsito 431    

Investigue las principales disposiciones de la ley de tránsito de Nicaragua.

Responde: ¿Qué aplicaciones físicas se pueden utilizar para la resolución de un accidente de tránsito? ¿Qué relación encuentra entre la ley de tránsito 431 y la física?

Elabore un resumen general de la ley de tránsito 431.

CAPITULO I DISPOSICIONES GENERALES La presente Ley tiene por objeto, establecer los requisitos y procedimientos para normar el régimen de circulación vehicular en el territorio nacional, con relación a las Autoridades de Tránsito, los vehículos de transporte en general, el Registro Público de la Propiedad Vehicular, la Educación y Seguridad Vial, la protección del medio ambiente, los seguros obligatorios, así como el otorgamiento y renovación del derecho de matrícula vehicular.

También establece otras disposiciones de carácter normativo, dirigidas a fortalecer la protección y seguridad ciudadana, tales como el valor de las infracciones de tránsito, la regulación del tránsito peatonal, vehicular y los semovientes.

Arto. 2. Autoridad de aplicación.

Para los fines y efectos de la presente Ley, se determina como Autoridad de Aplicación de ésta, a la Policía Nacional, por medio de la Especialidad Nacional de Seguridad de Tránsito, la que establecerá las coordinaciones necesarias con las diferentes Instituciones del Estado para su efectiva y correcta aplicación, el uso racional de sus recursos, sean éstos humanos, técnicos o materiales, y determinará las normas administrativas complementarias para la aplicación de la presente Ley… 5. El movimiento de caída libre de los cuerpos (MCL)

Figura No. 7

Describa el fenómeno ocurrido en ambas experiencias:  Explicar su causa.  La trayectoria que describe.  La magnitud de la velocidad con que inicia el movimiento.  Si la velocidad inicial es mayor o menor en comparación con su velocidad final.  La dirección y el sentido de la velocidad, de la aceleración y del desplazamiento.  Si es o no constante la aceleración del móvil.  El nombre particular y el valor numérico de esta aceleración.

En el primer caso (figura No. 7), la hoja de papel retarda su movimiento debido a la influencia del aire. En cambio, en la segunda experiencia (figura No. 7), ambos cuerpos llegan al suelo a la misma vez, debido a que el aire no ejerce ninguna influencia sobre ellos.

188

Cuando un cuerpo es dejado caer desde cierta altura y el aire no ejerce ninguna influencia sobre él, se dice que el movimiento descrito por el cuerpo es un MOVIMIENTO DE CAÍDA LIBRE (MCL).

Por tanto el MCL, es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la de gravedad representada por la letra g. Este movimiento puede ser ascendente o descendente.

5.1 Características que posee este movimiento (MCL)

Debido a que el Movimiento de Caída Libre es también un Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado, las ecuaciones que describen a éste movimiento serán las mismas que se emplean en el Movimiento rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA), tendiendo el cuidado de cambiar “a” por aceleración de la gravedad “g= 9.8 m/s2 ”, distancia “d” por altura “h”, tal a como lo refleja el siguiente cuadro.

Móvil inicia su movimiento con V0 = 0

Aceleración, desplazamiento y velocidad, misma dirección y sentido

Móvil inicia su movimiento partiendo del reposo Aceleración se sustituye por la gravedad. Valor

constante de 9.8 m/s2

La distancia es reemplazada por la altura

MRUA

v f  v0  at d  v0t  1 / 2at 2 v 2f  v02  2ad

Característic as del M.C.L

Velocidad final mayor que Vo

Caso particular del MRUA

MCL

v f  v0  gt h  v0t  1 / 2 gt 2 v 2f  v02  2 gh

Por tanto en el MCL la V0= 0 m/s

Vf = gt h = ½ gt2 Vf2 = 2gh

189

Ejemplo: ¿Con qué velocidad llega al suelo y cuánto tiempo tarda en caer desde una altura de 20 m, el agua de una presa?

DATOS

v0 = 0 m/s h = 20 m g = 9.8 m/s2 vf =  t= 

ECUACIÓN

v  2 gh 2 f

SOLUCIÓN

vf

2

  2

( 9.8m / s 2 )

20m 

v f  392m / s 2 2

v f  392m 2 / s 2 2

vf v f  gt  t g

v f  19.8m / s t

19.8m / s 9.8m / s 2

t  2.02 s Realiza los siguientes ejercicios: 1. ¿De qué altura cae el borrador de un estudiante que accidentalmente se le sale de la camisa, por estar inclinado, cuando demora en caer 0,8s hasta tocar el suelo?

2. Un gato cae desde lo alto de una azotea tardando 0.05min en caer. Calcule ¿Cuál es la velocidad con la que llega al suelo? ¿Desde qué altura cae el gato al suelo?

3. Se deja caer un perno desde lo alto de un puente a 8000cm sobre el nivel del agua. ¿Cuánto tiempo permanece el perno en el aire? ¿Con qué velocidad golpea el perno al agua?

4. Un señor en una azotea deja caer una esfera. ¿Qué altura presenta el edificio si la esfera desarrolló una velocidad de 0.5 km/h? ¿Qué tiempo tardó en caer la esfera?

5. Una pelota se deja caer desde una altura de 450cm ¿Cuánto tarda en llegar al suelo y con qué velocidad?

6. Analiza: Si dejas caer desde una misma altura; simultáneamente, un trozo de madera y un pedazo de hierro de igual tamaño ¿Cuál llegara primero al suelo? Fundamente su respuesta.

Actividades: 1. Elabora un breve resumen sobre los movimientos rectilíneos analizados teniendo en cuenta: Características

Ecuación

Gráfica

2. Si sabes que la distancia y los tiempos en el movimiento de un nadador son directamente proporcionales, ¿Qué podemos decir de ese movimiento?, ¿Por qué?

3. Si te desplazas de una ciudad a otra con movimiento uniforme, ¿Cómo puedes emplear menos tiempo para recorrer la distancia que la separa?, ¿Por qué?

4. Para recorrer una cierta distancia d; con una velocidad v constante emplea un tiempo t. Sí querés recorrer en el mismo tiempo una distancia tres veces mayor a la anterior, ¿Cómo debe ser el valor de la velocidad?, ¿Por qué?

190

5. Sabiendo que el sonido se propaga con movimiento uniforme y que su valor en el aire es de 340 m/s, ¿Qué distancia recorre en 16 minutos? ¿Qué distancia recorre en el agua, dónde su velocidad es de 1400 m/s?

6. Luego de salir del fusil y despreciando la resistencia del aire, una bala lleva un movimiento uniforme. Sí su velocidad es de 500 m/s, ¿Cuánto tiempo tarda en recorrer 200 m?

7. ¿Por qué se dice que el movimiento uniforme es un movimiento con velocidad constante?

8. En un movimiento, ¿A qué se le llama trayectoria y qué desplazamiento?

9. ¿Cuándo un movimiento es uniforme y cuándo es no uniforme?

10. Dos automóviles se mueven uniformemente. El primero corre 12 km en 5 minutos, mientras que el otro recorre 120 m en 5 segundos. ¿Cuál desarrolla mayor velocidad?

11. Un avión vuela con una velocidad uniforme de 360 km/h. ¿Qué distancia recorre en 2 minutos?

12. La distancia entre el muelle de Granada y el de San Carlos es de aproximadamente de 150 km. Sí la lancha cargada de pasajero hace el recorrido entre ambos muelles en 8 horas, ¿Qué velocidad desarrolla?

13. Un bote viaja a la deriva en un río. Indica el estado de movimiento mecánico del bote en relación a: a. El río b. Los árboles de la rivera c. Con relación a las personas que viajan en el bote 14. Un hombre viaja en un tren. Indica el estado de movimiento mecánico en que éste se encuentra respecto a: a. Los demás pasajeros. b. El vagón del tren. c. Las vías férreas.

15. Elabora un gráfico donde se observe la trayectoria que describe cuando te traslada desde tu casa hasta tu centro de estudio. Representa el desplazamiento que realizaste durante tu traslado.

16. ¿Qué magnitud física expresa la relación entre la distancia recorrida por un cuerpo y el tiempo empleado en hacerlo?

17. ¿Qué significado físico posee el hecho de que un automóvil viaje con una velocidad constante de 70 km/h?

18. Si viajamos en línea recta de un punto a otro manteniendo nuestra velocidad constante, ¿Qué debemos hacer para realizar éste traslado en menor tiempo?

19. ¿Cuáles son las características del MRU? 20. ¿Qué significado físico tiene el hecho de que un cuerpo se mueva con velocidad constante?

21. Un automóvil viaja con velocidad constante desplazándose 350 m en 20 s, ¿Cuál es el valor de la velocidad?

22. Un cuerpo se mueve con una velocidad de 70 km/h, ¿Cuál es su desplazamiento en: a. 20 minutos. b. 3 horas. c. 1 hora; 25 minutos y 30 segundos.

23. ¿Cuáles son las características del movimiento rectilíneo uniformemente variado?

24. ¿Qué tipo de movimiento describen los buses que viajan en la ruta “Managua – Rivas?

25. Sí la trayectoria descrita por un móvil es rectilínea y el valor de su velocidad varía con respecto al tiempo, ¿Qué tipo de movimiento realiza?

26. Un móvil describe durante su recorrido un MRV, ¿Cómo podemos calcular su velocidad?

27. Un móvil describe un MRV, si se desplaza con una velocidad media de 60 km/h, ¿Qué significado físico tiene ésta afirmación?

28. ¿Qué es aceleración?

29. Un móvil durante su recorrido se desplaza con una aceleración de 3 m/s 2. ¿Cómo se debe interpretar éste dato?

30. Elabora un breve resumen de los movimientos rectilíneos analizados tendiendo presente: Nombre del movimiento

Concepto

Características

Ecuaciones

191

31. Establezca semejanzas y diferencias entre :  El MRU y el MRV  El MRU y el MRUV  El MRU y el MRUA  El MRUR y el MRUR  El MRUV y el MCL  El MRUA y el MCL 32. En qué movimiento rectilíneo permanece constante la magnitud física de la aceleración?, ¿De qué manera repercute el comportamiento el comportamiento de la velocidad del móvil?

33. ¿Por qué decimos que un MRUV es un MRV? 34. ¿Por qué la ecuación se le conoce como ecuación de la velocidad en función del v f  v 0  at tiempo?

2 ¿Por qué la ecuación d  v0t  1 / 2at se le conoce como ecuación del desplazamiento en función del tiempo?

35. Mediante qué procedimientos podemos calcular el desplazamiento de un móvil que describe un MRUV. 36. La aceleración de un autobús en un intervalo de tiempo es de 6 m/s 2, ¿Qué significado físico posee éste dato?

37. Si dejas caer desde la misma altura; simultáneamente, un trozo de madera y un pedazo de hierro de igual tamaño, ¿Cuál llegará primero al suelo? Fundamente su respuesta?

38. ¿Cuál es la velocidad inicial de un cuerpo que cae libremente?

39. ¿Qué tipo de movimiento describe un cuerpo que cae libremente desde una altura “ h”,? Fundamente su respuesta.

40. ¿Si desde un edificio muy alto se deja caer un objeto:  ¿Cuándo será mayor su velocidad , en t =1s ó en t = 5 s  Cuándo será mayor su aceleración, en t = 1 s ó en t = 5 s 41. Un cuerpo se desplaza de un punto A hacia un punto B describiendo una trayectoria rectilínea. En el punto a su velocidad es 25 m/s y en el punto B su velocidad es de 40 m/s, si el cambio de velocidad se produjo en 4 s, encuentre la aceleración del cuerpo. Interprete su resultado.

42. Un cuerpo es acelerado a partir del reposo a razón de 40 m/s2. A los 6 s ¿qué velocidad tiene?

43. Calcula la distancia que recorre un automóvil sobre una carretera, si se sabe que aceleró a 3.5 m/s 2 durante 5 segundos hasta alcanzar una velocidad de 50 m/s.

44. Un automóvil se mueve con una velocidad inicial de 32 m/s, si se acelera a razón de 2 m/s2 durante 5 segundos.  ¿Qué velocidad alcanza?  ¿Qué distancia recorre?

III Dinámica 1. Conceptos Generales 1.1Cantidad escalar Es aquella que se especifica por su magnitud y una unidad o especie. Ejemplos: 10 Kg, 30C,

50 L.

Las cantidades escalares pueden sumarse o restarse normalmente con la condición de que sean de la misma especie por ejemplo: 3m + 5m = 8m 10ft 2 – 3 ft 2 = 7ft2 Frente a aquellas magnitudes físicas, tales como la masa, la presión, el volumen, la energía, la temperatura, etc.; que quedan completamente definidas por un número y las unidades utilizadas en su medida, aparecen otras, tales como el desplazamiento, la velocidad, la aceleración, la fuerza, el campo eléctrico, etc., que no

192

quedan completamente definidas dando un dato numérico, sino que llevan asociadas una dirección. Estas últimas magnitudes son llamadas vectoriales en contraposición a las primeras llamadas escalares.

Las magnitudes escalares quedan representadas por el ente matemático más simple; por un número. Las magnitudes vectoriales quedan representadas por un ente matemático que recibe el nombre de vector.

Se representa como un segmento orientado, con una dirección, dibujado de forma similar a una "flecha". Su longitud representa el módulo del vector y la "punta de flecha" indica su dirección.

En física, un vector es una herramienta geométrica utilizada para representar una magnitud física del cual depende únicamente un módulo (o longitud) y una dirección (u orientación) para quedar definido.

Ejemplo: 350 Newtons a 30° al norte del este, indica que nos movemos 30° hacia el norte desde el este. (Figura 1) El vector está comprendido por las siguientes características:

Figura 1

 La Dirección: está determinada por la recta de soporte y puede ser vertical, horizontal e inclinada u oblicua.  La orientación: o sentido, está determinada por la flecha y puede ser horizontal hacia la derecha o hacia la izquierda, vertical hacia arriba o hacia abajo e inclinada ascendente o descendente hacia la derecha o hacia la izquierda.  El punto de aplicación: está determinado por el punto origen del segmento que forma el vector.  La intensidad o módulo: es el número positivo que representa la longitud del vector.

Ejemplos  La velocidad con que se desplaza un móvil es una magnitud vectorial, ya que no queda definida tan sólo por su módulo (lo que marca el velocímetro, en el caso de un automóvil), sino que se requiere indicar la dirección hacia la que se dirige.  La fuerza que actúa sobre un objeto es una magnitud vectorial, ya que su efecto depende, además de su intensidad o módulo, de la dirección en la que opera.

Figura 2

 El desplazamiento de un objeto.

Componentes de un vector gráfica y analíticamente Considere un vector que se encuentra en un plano particular y que se puede expresar como la suma de otros dos vectores llamados componentes del vector original (figura 3). Generalmente se eligen los componentes que se encuentran a lo largo de dos direcciones (x, y) perpendiculares. El vector podría ser un vector de desplazamiento que apunta un ángulo al norte del este, donde se ha elegido el eje x positivo hacia el este y el eje y positivo hacia el norte. Este vector se descompone en sus componentes x, y.

Figura 3

193

Tipos de vectores Vectores Colineales: Son aquellos que actúan en una misma línea de acción.

Ejemplos: 1. En los instrumentos de cuerda, el punto donde está atada la cuerda (puente) se puede representar a la fuerza de tensión en un sentido y al punto donde se afina la cuerda (llave) será otra fuerza en sentido contrario.

2. Al levantar un objeto con una cuerda, la fuerza que representa la tensión de la cuerda va hacia arriba y la fuerza que represente el peso del objeto hacia abajo.

Figura 4

Vectores Concurrentes. Son aquellos que parten de un mismo punto de aplicación. Ejemplo: 1. Cuando dos aviones salen de un mismo lugar, cuando dos o más cuerdas tiran del mismo punto o levantan un objeto del mismo punto. (figura 5) Vector Resultante. (R) El vector resultante en un sistema de vectores, es un vector que produce el mismo efecto en el sistema que los vectores componentes.

Vector Equilibrante. (VE) Es un vector igual en magnitud y dirección al vector resultante pero en sentido contrario es decir a 180° Suma de vectores

Figura 5

Como los vectores se pueden trasladar de un lugar a otro, para sumar dos vectores cualesquiera, se coloca el punto inicial del segundo vector en el punto terminal del primero, a continuación se traza el segmento que va desde el punto inicial del primero hasta el punto terminal del segundo.

Suma de vectores: método geométrico Método del paralelogramo Consiste en disponer gráficamente los dos vectores de manera que los orígenes de ambos coincidan en un punto, completando un paralelogramo trazando rectas paralelas a cada uno de los vectores, en el extremo del otro. El resultado de la suma es la diagonal del paralelogramo que parte del origen común de ambos vectores.

Método del triángulo Consiste en disponer gráficamente un vector a continuación de otro; es decir, el origen de uno de los vectores se lleva sobre el extremo del otro. A continuación se une el origen del primer vector con el extremo del segundo.

Figura 6

194

Actividad: 1. Grafique en el Sistema Rectangular o plano cartesiano cada una de las situaciones siguientes: usando una escala conveniente. a) Una velocidad de 85 Km/h hacia el sur. b) Una aceleración de 14 m/s2, hacia el oeste. c) Una fuerza de 55N a 27° NO d) Un desplazamiento de 500 m a 210° 2. Un auto viaja 20 Km hacia el E y 70 Km hacia el S, ¿cuál es su desplazamiento resultante?

3. Una lancha viaja a 8.5 m/s. Se orienta para cruzar transversalmente un río de 110 m de ancho. a) Si el agua fluye a razón de 3.8 m/s, ¿cuál es la velocidad resultante de la lancha? b) ¿Cuánto tiempo necesita la lancha para llegar a la orilla opuesta? c) ¿A qué distancia río abajo se encuentra el bote cuando llega a la otra orilla?

4. Calcule la velocidad resultante para los siguientes vectores: A = 50 m/s a 15°, B = 85 m/s a 120°, C = 93.5 m/s a 270°. Realice un diagrama donde se muestre la localización de cada vector y el vector resultante.

5. Mario pilotea un bote a 4.2 m/s hacia el oeste. La corriente del río es de 3.1 m/s hacia el sur. Calcule: a) La velocidad resultante del bote. b) Si el río mide 1.26 Km de ancho, ¿cuánto tiempo tarda en atravesar el río? c) ¿A qué distancia río abajo llega Mario a la otra orilla?

6.

Para los siguientes vectores:

a) Dibuje un sistema vectorial indicando el ángulo con respecto a “x”. b) Calcule la resultante.

A = 250 m, 210°, B = 125 m, 18°, C = 278 m, 310°, D = 100 m, 90°

195

2. Fuerza 2.1 Concepto y Efectos de una fuerza Si quieres mover una pelota que se encuentra en reposo, ¿qué tendrías que hacer? Tal vez golpearla con el pie o tomarla con la mano y lanzarla, donde en ambos casos fue necesario aplicar una fuerza, provocando una deformación momentánea de la bola la cual resulta más flexible, ante la deformación que sufren los zapatos del deportista, además la bola que estaba en reposo cambió o varió su velocidad.

Otro ejemplo de aplicación de fuerza, un pesista al levantar unas pesas en una competencia de haterofilia, para levantarla ¿qué debe hacer? aplicar una fuerza, fuerza que inclusive provoca una deformación en la barra de las propias pesas, como puedes apreciar en la figura que ilustra este párrafo, y por otra parte para el propio deportista sus músculos se deforman al levantar y sostener las mismas.

De ambos ejemplos podemos decir:

Cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo puede producir dos efectos: •Movimiento: Cuando un cuerpo tiene libertad de movimiento •Deformación: Cuando un cuerpo no tiene libertad de movimiento.

El cuerpo que ejerce la fuerza tiene un punto de contacto con el que sufre la acción de la fuerza, estas se llaman fuerzas de contactos. Hay otros tipos de fuerza que actúa como un imán: fuerzas magnéticas, fuerza gravitatoria, fuerzas eléctricas.

Por ejemplo:  Deformaciones: estas producen en el cuerpo receptor cambios de forma. Estos cambios de forma pueden ser de dos tipos: • Deformaciones plásticas • Deformaciones elásticas La deformaciones plásticas se producen cuando el cuerpo receptor recibe una fuerza y modifica su forma, pero cuando la fuerza deja de actuar no vuelve a recupera la forma inicial.

Por ejemplo: Laura y Martin desean hacer figuras con plastilina. Para ello toman un trozo de plastilina y comienzan a modelar, una vez que le dan la forma que desean, la plastilina no vuelve a recuperar la forma que tenían cuando comenzaron a modelarla.

Las deformaciones elásticas se producen cuando la fuerza actúa sobre un cuerpo, le produce una deformación y cuando deja de actuar el cuerpo vuelve a su forma inicial.

Por ejemplo: el elástico, los resortes. Si aplicas una fuerza sobre un globo, este cambia de forma, pero si dejas de apretarlo volverá a recuperarla.

Otros efectos que produce la fuerza: • cambio en la dirección del movimiento: por ejemplo cuando juegas voleibol, la pelota va cambiando constantemente de dirección.

• aumento o disminución de la velocidad: cuando alguien se columpia y le pide a otra persona que le dé un empujón.

• ponerse en movimiento o detenerse: en un partido de fútbol un delantero le da un puntapié a la pelota y la pone en movimiento; el arquero, por su parte, ejerce una fuerza sobre la pelota para detenerla, impidiendo el gol.

196

¿Qué es una fuerza?

Si eres observador del propio pesista, notarás que la barra que sostenía a las pesas se deforman, lo que evidencia que si bien, ejerce una fuerza sobre las pesa, las pesas a su vez ejercen una fuerza sobre el deportista, donde ambos se deforman, pero sí está claro que existe una interacción entre ambos cuerpos, se puede decir: La acción de una fuerza es observable cuando un cuerpo actúa sobre otro, deformándose ambos.

¿Qué es FUERZA? Es toda causa que modifica el estado de movimiento de los cuerpos o los deforma, también se puede decir que “Una fuerza se manifiesta siempre que exista, cuando menos, una interacción entre dos cuerpos”.

2.2 La fuerza como vector y su unidad de medida ¿Cuáles son los elementos que componen a una fuerza? ¿Cómo se representa gráficamente?

En el caso del futbolista, ¿de qué dependerá que la pelota viaje más o viaje menos al ser aplicada una fuerza sobre ella?, lógicamente de que la golpee con mayor fuerza, fuerza que al tener un valor, la cual puede ser medible esta condición permite considerar a la como una magnitud física, llamada magnitud vectorial. ¿Cuándo una magnitud es vectorial? Cuando cumple tres condiciones, las cuales a su vez constituyen los elementos de una fuerza: 1. Intensidad (medible) 2. Dirección 3. Sentido

F=5N

Cuando hacemos referencia al valor o intensidad de la fuerza o módulo, se constituye la longitud del segmento, que es proporcional al valor numérico de la magnitud que representa al vector, que refiriéndonos al Sistema Internacional de unidades (S.I), la fuerza se expresa como unidad en Newton y su símbolo [N].

En el caso de la dirección podemos referirnos que nos lo da la recta sobre la que se apoya el segmento, y el sentido indicado por la saeta o flecha, definitivamente va hacia la izquierda, en el caso del anteriormente representado, es por ello que cuando en un gráfico se representa el vector Fuerza, se hace mediante el símbolo F y encima de la letra se ubica una saeta, indicando que como magnitud resulta una magnitud vectorial.

La fuerza es una magnitud vectorial

F

197

2.3 Medición de fuerza con el dinamómetro ¿Cómo medir el valor o intensidad de una fuerza? Con un instrumento denominado DINAMÔMETRO. Instrumento que permite determinar la fuerza, cuyo funcionamiento se basa en el alargamiento que produzca la fuerza aplicada sobre un resorte. Con una correspondiente escala dispuesta de modo tal, que permita darle la lectura del valor o intensidad de dicha fuerza.

Resultante de las fuerzas colineales Recuerda, la fuerza es una magnitud que por ser vectorial se representa convencionalmente con el uso de una saeta.

Es muy común en la vida diaria, que difícilmente sobre un cuerpo actué una sola fuerza, es decir lo normal o lo más frecuente es que sobre un cuerpo actúen varias fu erzas por ejemplo, cuando una persona empuja un carretón lo hace con ambos brazos, si empuja a un niño que se balancea en un chino de un parque, la mamá lo empuja con ambas manos; un deportista al realizar salto largo toma impulso con ambas piernas, que nos permite estudiar tipos de fuerzas a aplicar en un cuerpo, como son el caso de las llamadas fuerzas colineales. Por ejemplo: Sobre el siguiente cuerpo se aplican dos fuerzas F1 y F2 la primera de una magnitud de 4 N y la segunda de 3 N: F1 = 4N F2 = 3N

FR = ¿?

Como pueden apreciarse F1 y F2 están aplicados sobre el mismo cuerpo presentando el mismo sentido y dirección a las que denominamos colineales o fuerzas del mismo sentido.

Pero al ser F1 Y F2 vectores o magnitudes vectoriales las cuales por ser colineales y en el mismo sentido, podemos sumar ambas representándola a través de una sola saeta a la que denominaremos fuerza resultante simbolizada por FR: Donde FR = F1 + F2

FR= 4N + 3N

entonces,

FR tendrá valor 7 N.

¿Pero qué sucedería si las fuerzas colineales, estuviesen aplicadas en la misma dirección y en diferente sentido?

F1 = 4N F2= 3N

FR = ¿?

Donde F R = F1 - F2

Como pueden apreciarse F1 y F2 están aplicadas sobre el mismo cuerpo presentando la misma dirección, pero diferente sentido, el hecho que tenga el mismo sentido seguirán siendo colineales. ¿Cuál sería en este caso la fuerza resultante?

FR= 4N – 3N

por lo tanto

FR= 1N

FR tendrá un valor de 1N, y este apuntará el sentido de F 1 al ser el valor de F1 >F2.

198

Con relación a fuerzas colineales y sus fuerzas resultantes podemos concluir que:

De actuar varias fuerzas simultáneamente sobre un cuerpo, puede considerarse el equivalente a una sola fuerza, la cual se llamará fuerza resultante.

Con relación a fuerzas colineales y sus fuerzas resultantes podemos concluir que:

La fuerza resultante de dos o más fuerzas colineales que presenten igual dirección y sentido, vendrá dado por la suma de dichas fuerzas.

La fuerza resultante de dos fuerzas colineales que presenten igual dirección pero diferente sentido, se determinará por la resta de dichas fuerzas, estando dirigido, el vector de la resultante en el sentido de la fuerza mayor.

199

2.4 Aplicaciones de la Fuerza Cuando las velas de una panga o bote se hinchan y el mismo se mueve, está determinado por la fuerza del viento; para el lanzamiento de una flecha, es necesario aplicar una fuerza a la cuerda para que esta se tense y al soltarla la flecha se dirigirá al blanco; cuando un cuerpo cae a la tierra, sucede porque es atraído por una fuerza; cuando un auto frena, finalmente se detiene a causa de una fuerza, lo que nos permite valorar que en la naturaleza hay diversidad de ejemplo, donde se aplican fuerzas.

Clasificación de las fuerzas: a. Fuerzas gravitacionales. b. Fuerzas electromagnéticas c. Fuerzas nucleares. d. Fuerzas débiles.

2.5 Inercia e inercialidad Por inercia se entiende el fenómeno de la conservación de la velocidad del movimiento de un cuerpo cuando las acciones exteriores se compensan mutuamente. Todos los cuerpos poseen inercia en igual grado. No se puede decir que un cuerpo posea la propiedad de la inercia en un grado mayor que otro.

Inercialidad es la capacidad que tienen diferentes cuerpos de adquirir diferentes aceleraciones bajo una misma acción exterior o acciones exteriores iguales. Para diferentes cuerpos esta propiedad se manifiesta en diferente grado.

La diferencia de estos dos términos radica en que la inercia es considerada como un fenómeno físico y la inercialidad como una propiedad de los cuerpos. La inercia está presente en todos los cuerpos, tanto en una molécula, como en una gigantesca piedra, se cumple con igual exactitud la ley de la inercia, es decir, se conserva constante la velocidad, si las acciones de otros cuerpos sobre ellas se compensa.

Por otra parte, la inercialidad se manifiesta si durante la interacción de dos cuerpos, ambos adquieren diferentes aceleraciones, esto significa que para un mismo intervalo de tiempo que dura la interacción, los cuerpos varían de forma diferente sus velocidades. Por consiguiente, los cuerpos pueden diferenciarse por su inercialidad, como una propiedad intrínseca. La esencia de esta propiedad consiste en el hecho de que no existe un cuerpo que pueda variar de manera instantánea su velocidad; para esto se requiere siempre un tiempo determinado.

2.6 Masa Inercial La masa inercial es una medida de la inercia de un objeto, que es la resistencia que ofrece a cambiar su estado de movimiento cuando se le aplica una fuerza. Un objeto con una masa inercial pequeña puede cambiar su movimiento con facilidad, mientras que un objeto con una masa inercial grande lo hace con dificultad.

La masa inercial viene determinada por la Segunda y Tercera Ley de Newton. Dado un objeto con una masa inercial conocida, se puede obtener la masa inercial de cualquier otro haciendo que ejerzan una fuerza entre sí.

200

2.7 Impesantez e Ingravidez Primero hay que tener claro cuál es el concepto de peso de un cuerpo.

Un cuerpo pesa cuando está apoyado o suspendido y por lo tanto el peso es la fuerza que ejerce el cuerpo sobre el apoyo o sobre el sostén en virtud de la acción de la fuerza de gravedad. Cuando el cuerpo no está apoyado o suspendido se encuentra en caída libre y por lo tanto no pesa y se dice que se encuentra en estado de Impesantez.

Efectos de las gravedad cero en el cuerpo humano Los astronautas pasan semanas y meses en naves y estaciones espaciales en órbitas. Aunque la gravedad sí actúa sobre ellos, los astronautas experimentan largos periodos de “gravedad cero” (cero g), debido al movimiento centrípeto. En la Tierra, la gravedad brinda la fuerza que hace que nuestros músculos y huesos desarrollen la resistencia necesaria para funcionar en nuestro entorno. Es decir, nuestros músculos deben ser lo bastante fuertes como para que seamos capaces de caminar, levantar objetos, etc. Además, hacemos ejercicios y comemos adecuadamente, con la finalidad de mantener nuestra capacidad para funcionar contra la atracción de la gravedad.

No obstante, en un entorno de cero gravedad los músculos pronto se atrofian, ya que el cuerpo no los consideran necesarios. Es decir, los músculos pierden masa si no notan necesidad de responder a la gravedad. En cero gravedad, la masa muscular podría reducirse hasta 5% cada semana. También hay pérdida ósea a razón de 1% al mes.

Estudios con modelos indican que la pérdida ósea total podría llegar al 40-60%. Tal pérdida ocasionaría un aumento en el nivel de calcio en la sangre, lo cual llevaría a la formación de piedras en los riñones.

El sistema circulatorio también se ve afectado. En la tierra, la gravedad hace que la sangre se estanque en los pies. Estando de pie, la presión sanguínea en nuestros pies es mucho mayor que en la cabeza, debido a la fuerza de gravedad. En la gravedad cero que experimentan los astronautas, no hay tal fuerza y la presión sanguínea se equilibra en todo el cuerpo. El rostro se hincha y las piernas se adelgazan, debido a que la sangre al distribuirse por el cuerpo se dirige hacia la cabeza, en lugar de las extremidades inferiores. Las venas del cuello y la cabeza se notan más de lo normal, en tanto que los ojos se enrojecen y se abultan.

Las piernas del astronauta se hacen más delgadas porque la sangre que fluye hacia ellas ya no es ayudada por la fuerza de gravedad, lo cual dificulta al corazón bombearle sangre. Lo verdaderamente grave de esta condición es que la presión sanguínea anormalmente alta en la cabeza hace creer al cerebro que hay demasiada sangre en el cuerpo, por lo que se establece un disminución en la producción de sangre. Los astronautas pueden perder hasta el 22% de su sangre como resultado de la presión arterial uniforme en cero gravedad. Además, al reducirse la presión sanguínea, el corazón no trabaja tanto y los músculos cardiacos llegan a atrofiarse.

Todos estos fenómenos explican por qué los astronautas se someten a rigurosos programas de acondicionamiento físico antes de realizar el viaje y se ejercita usando “sujetadores” elásticos una vez en el espacio. Al regresar a la Tierra sus cuerpos tienen que ajustarse otra vez a un entorno normal de 9.8 m/s 2 Cada pérdida corporal tiene un tiempo de recuperación distinto. El volumen sanguíneo por lo regular se restaura en unos cuantos días si los astronautas beben muchos líquidos, casi todos los músculos se regeneran en más o menos un mes, dependiendo de la duración de la estadía con cero gravedad, la recuperación ósea tarda mucho más. El ejercicio y la nutrición son de gran importancia en todos los procesos de recuperación.

201

3. Las leyes de Newton: Como ya hemos visto, las fuerzas son acciones capaces de modificar el estado de reposo o de movimiento de los cuerpos. La relación que existe entre las fuerzas y el movimiento es objeto de estudio de una parte de la física que llamamos Dinámica.

La dinámica se ocupa de un doble problema:  Determinar qué clase de movimiento producen las fuerzas cuando actúan sobre los cuerpos.  Descubrir qué fuerzas están presente en un cuerpo en movimiento.

El núcleo central de la dinámica lo constituyen las leyes de Newton: ley de la inercia, ley de la masa inercial o proporcionalidad entre fuerzas y aceleraciones y ley de acción y reacción.

3.1 Primera ley de Newton: Ley de la inercia Cuando lanzamos un balón rodando por el suelo la experiencia nos demuestra que no continúa moviéndose indefinidamente, si no que acaba por detenerse. El sentido común puede hacernos creer que es necesaria la acción de una fuerza para que exista movimiento y que en ausencia de ésta el movimiento cesa.

La realidad es bien distinta pues ha sido necesario aplicar una fuerza para poner en movimiento la bola, para detenerla. Nos referimos a la fuerza de rozamiento que ha ejercido el suelo sobre la bola para frenarla.

La primera ley de Newton resume experiencia como ésta.

Un cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme si no actúa ninguna fuerza sobre él, o bien, si la resultante de las fuerzas que actúan es nula.

La tendencia natural de un objeto a mantener un estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme (velocidad constante) recibe el nombre de inercia.

La masa es una medida cuantitativa de la materia, es decir un cuerpo que tiene mayor masa en comparación con otro cuerpo de menor masa tiene mayor inercia, o más resistencia a un cambio de movimiento. Por ejemplo un automóvil tiene mayor inercia que una bicicleta.

Puede parecer que la ley de la inercia está en contradicción con la vida cotidiana, porque, en situaciones normales, sobre un cuerpo siempre actúa fuerza (el peso, el rozamiento...). Sin embargo, en el espacio exterior, alejada una de la influencia de planetas y estrellas, una nave espacial mantendría su movimiento rectilíneo uniforme al no actuar ninguna fuerza sobre ella.

En resumen: en ausencia de la aplicación una fuerza no equilibrada (F reta =0), un cuerpo en reposo permanece en reposo y un cuerpo en movimiento permanece en movimiento con velocidad constante (rapidez y dirección constantes). Es decir, si la fuerza neta que actúa sobre un objeto es cero, su aceleración será cero. Se movería con velocidad constante, o estaría en reposo: en ambos casos V=0 o V= es constante.

Ejemplo 1: Si se observa una persona que está de pie en una parada de un tren, a no ser que se le empuje, ésta no se moverá nunca.

202

Ejemplo 2: Si un patinador sobre hielo, realiza sus movimientos con una velocidad inicial distinta de cero y no se le obliga a frenar con fuerzas de fricción o con un tope, éste conservará la velocidad que llevaba de forma constante por tiempo infinito.

Ejemplo 3: Si un corredor se desplaza a velocidad constante y en línea recta. Ésta avanzará siempre en línea recta a no ser que una fuerza externa (por ejemplo, un empujón) la obligue a girar y cambiar su ritmo.

Describe según tu experiencia, 3 ejemplos en donde se aplique la Ley de la inercia

3.2 Segunda ley de Newton: Ley de la masa inercial Ley fundamental de la dinámica o Principio de acción de fuerzas.

Ahora bien, ¿qué le pasará a un cuerpo si existe una fuerza resultante que actúa sobre él? La segunda ley de Newton resuelve esta cuestión.

Observa esta experiencia. Se aplica una fuerza F a un cuerpo en reposo. Éste adquiere una aceleración a e inicia un MRUA. Fíjate en que la aceleración que adquiere depende de la fuerza aplicada.

La razón entre la fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo y la aceleración que adquiere el cuerpo como consecuencia de dicha fuerza es una constante igual a la masa del cuerpo.

Observe las imágenes: Caso

a)

Caso b)

En el caso a): Si una fuerza neta es distinta de cero puede acelerar la caja: por tanto, la aceleración será proporcional a la fuerza pero inversamente proporcional a la masa. ¿Qué significa esto?

En el caso b): Si la fuerza neta se duplica, la aceleración se duplicará. Pero ¿Qué sucede si la masa de la caja en el caso a) se duplicara?

La constatación de este hecho constituye el enunciado de la segunda ley de Newton.

203

Si sobre un cuerpo actúa una fuerza resultante, éste adquiere una aceleración directamente proporcional a la fuerza aplicada, siendo la masa del cuerpo la constante de proporcionalidad.

F= m. a

F = fuerza resultante m = masa a = aceleración

La unidad de medida de la fuerza en el SI, es el Newton (N) o Kilogramo-metro por segundo cuadrado, es decir: 1N= Kg.m/s2

Ejemplo 1: Sobre un trineo de 80 kg de masa, inicialmente en reposo, se aplica una fuerza constante de 280 N. Calcula: a) La aceleración adquirida por trineo. Aplicamos la ley fundamental de la dinámica para determinar la aceleración.

Datos: m = 80 kg f = 280 N t = 5 s Solución: F = m. a a= F/m = 280N/80kg a=3.5m/s2 La distancia recorrida en 5 s, aplicando la ecuación d b) el MRUA. X=Vo .t + ½ a. t2 X= 0+ ½ (3,5m/s2) (5s) 2 2X=43,8m X= 43.8m /2 X= 21.9 m

280M=280kg

m/s2

Ejemplo 2: ¿Qué fuerza neta se necesita para desacelerar uniformemente a un automóvil de 1500 kg de masa desde una velocidad de 100 km/h. hasta el reposo, en una distancia de 55 m?

Datos: Se utilizará la ecuación F = ma. Primero debes calcular la aceleración a. Suponemos que el movimiento es a lo largo del eje +x. La velocidad inicial es v0 = 100 km/h = 28m/s, la velocidad final v0 = 0, y la distancia recorrida x = 55 m.

Solución: Del MRUV, se utilizará la ecuación v2 = v02 + 2ax, despejamos a: = (v2 - v02)/2x = [0 - (28m/s)2]/(2x55m) = - 7.1 m/s2.

El signo negativo indica que el movimiento, es en sentido contrario: desaceleración en lugar de acelerar.

Luego, la fuerza neta necesaria es entonces F = ma = (1500 kg) (-7.1m/s2) = - 1.1x104 N, que va en sentido –x

204

Resuelve: a)

Un tractor tira de un remolque cargado sobre un camino plano, con una fuerza horizontal constante de 610 N. Si la masa total del remolque y su contenido es de 275 Kg, ¿qué aceleración tiene el remolque?

(Desprecie todas las fuerzas de fricción).

Si a la fuerza ejercida por el tractor se le aplicará una fuerza de fricción contraria al movimiento y de 230N ¿Cuál será la aceleración desarrollada? ¿Qué distancia recorrería a los 7s?

Una fuerza de 64,8 N actúa sobre un cuerpo de 12 kg de masa que inicialmente está en reposo.

Calcula: a) la aceleración que adquiere el cuerpo; b) la velocidad que alcanzará en 2,5 s.

b) c)

3.3

Tercera ley de Newton o ley de acción-reacción

Postula que la fuerza que impulsa un cuerpo genera una fuerza igual que va en sentido contrario. Es decir, si un cuerpo ejerce fuerza en otro cuerpo, el segundo cuerpo produce una fuerza sobre el primero con igual magnitud y en dirección contraria.

La fuerza siempre se produce en partes iguales y opuestos. Por esta razón, a la tercera ley de Newton también se le conoce como ley de acción y reacción.

En notación simbólica, esta Ley se puede expresar: Si dos objetos interactúan, la fuerza F12, ejercida por el objeto 1 sobre el objeto 2, es igual en magnitud y opuesta en dirección a la fuerza F21 ejercida por el objeto 2 sobre el objeto 1:

Ejemplos de la Ley acción y reacción:  La fuerza que ejerce la bala sobre la pistola y la que ejerce la pistola sobre la bala provocando el disparo de esta.  La fuerza que ejerce el avión sobre el aire, provoca que el aire reaccione sobre el avión provocando el desplazamiento de este.  La fuerza del misil hacia el aire y la del aire sobre el misil provoca el movimiento del misil.  La fuerza que la mano ejerce sobre la mesa y la que esta ejerce de vuelta no da como resultado el movimiento debido a que las fuerzas son muy leves como para provocarlo.  La fuerza que ejerce el remo sobre el muelle no es suficiente como para moverlo pero la fuerza de reacción del muelle si es suficiente como para mover al remo hacia atrás, llevando al hombre hacia atrás, por lo que el bote es arrastrado hacia atrás.

Colisión de camiones en una colisión frontal: ¿Qué camión experimentará la mayor fuerza? ¿Qué camión experimentará el mayor impulso? ¿Qué camión experimentará el mayor cambio en el momento de fuerza? ¿Qué camión experimentará el mayor cambio en la velocidad? ¿Qué camión experimentará la mayor aceleración? ¿En qué camión prefieres estar durante la colisión?

205

Analice: Si una persona viaja en automóvil sentada en el asiento trasero. Explica cómo se verá afectada en estos casos: a) el automóvil arranca bruscamente; b) el automóvil frena bruscamente. ¿Por qué es importante llevar atado el cinturón de seguridad?

Primera ley de Newton o Ley de Inercia Todo cuerpo permanece en estado de reposo o continúa con un movimiento rectilíneo uniforme, siempre y cuando una fuerza externa no equilibrada actúe sobre él.

Segunda ley de Newton o Ley de fuerzas Siempre que una fuerza no equilibrada actúe sobre un cuerpo, se produce una aceleración en la dirección de la fuerza que es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa del cuerpo.

Tercera ley de Newton o Ley de acción y reacción Cuando una fuerza determinada actúa sobre un cuerpo, éste reacciona con una fuerza con igual magnitud, pero en sentido opuesto.

Estas fuerzas se aplican a cuerpos diferentes.

4. Fluidos en reposo Vivimos en el único planeta del sistema solar que está predominantemente cubierto por un líquido.

Los océanos terrestres están hechos de H20 en estado líquido. Si la Tierra estuviese un poco más cerca del Sol, los océanos se evaporarían. Si la Tierra estuviese ligeramente más alejada del Sol, su superficie sería de hielo sólido. Qué bueno que la Tierra esté donde está.

Las moléculas pueden fluir en el estado líquido. Se mueven libremente de una a otra posición resbalando unas sobre otras. Un líquido toma la forma del recipiente que lo contiene.

La inmensa mayoría de los materiales presentes en la Tierra se encuentran en estado fluido, ya sea en forma de líquidos o de gases. No sólo aparecen en dicho estado las sustancias que componen la atmósfera y la hidrosfera (océanos, mares, aguas continentales), sino también buena parte del interior terrestre. Por ello, el estudio de las presiones y propiedades hidrostáticas e hidrodinámicas tiene gran valor en el marco del conocimiento del planeta.

4.1Los Fluidos y sus propiedades Se denomina fluido a toda sustancia que tiene capacidad de derramarse. En esta categoría se encuadran los líquidos y los gases, que se diferencian entre sí por el valor de su densidad, que es mayor en los primeros. La Densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa: La densidad es un valor escalar y sus unidades son kg/m3 en el Sistema Internacional.

206

Propiedades de los fluidos Los gases y los líquidos comparten algunas propiedades comunes. Sin embargo, entre estas dos clases de fluidos existen también notables diferencias:   

Los gases tienden a ocupar todo el volumen del recipiente que los contiene, mientras que los líquidos adoptan la forma de éste pero no ocupan la totalidad del volumen.

Los gases son compresibles, por lo que su volumen y densidad varían según la presión; los líquidos tienen volumen y densidad constantes para una cierta temperatura (son incompresibles).

Las moléculas de los gases no interaccionan físicamente entre sí, al contrario que las de los líquidos; el principal efecto de esta interacción es la viscosidad.

 Los siguientes ejemplos ayudan a comprender ¿Qué es presión?

Para sumergir totalmente en agua una colchoneta inflable necesitamos empujarla hacia abajo.

Es más fácil sostener un objeto pesado dentro del agua que fuera de ella.

Cuando buceamos pareciera que nos apretaran los tímpanos.

4.2 Los fluidos ejercen presión Éstos y muchos otros ejemplos nos indican que un líquido en equilibrio ejerce una fuerza sobre un cuerpo sumergido. Pero, ¿qué origina esa fuerza?, ¿en qué dirección actúa?, ¿también el aire en reposo ejerce fuerza sobre los cuerpos?, ¿qué determina que un cuerpo flote o no? Éstas son algunas de las cuestiones que aborda la estática de fluidos: el estudio del equilibrio en líquidos y gases.

Hay peces que viven en las profundidades marinas y tienen el cuerpo prácticamente plano. Esta morfología es debida a las grandes presiones que tienen que soportar.

El grado de deformación que sufre un cuerpo depende de la magnitud de la fuerza y de la extensión de superficie sobre la que ésta se aplique. En tal sentido, se define presión como la magnitud de la fuerza ejercida perpendicularmente por unidad de área. p=F/A La presión es una magnitud escalar, que queda definida íntegramente por una cantidad numérica.

207

Presión Hidrostática La hidrostática es la parte de la mecánica que se especializa en el equilibrio de los fluidos. La presión hidrostática es la fuerza por unidad de área que ejerce un líquido en reposo sobre las paredes del recipiente que lo contiene y sobre cualquier cuerpo que se encuentre sumergido, como esta presión se debe al peso del liquido, depende de la densidad (p), la gravedad (g) y la profundidad (h) del lugar donde medimos la presión (P): P=pgh Si usas las Unidades del Sistema Internacional la Presión estará en Pascales (Pa=N/m2), la densidad en Kilogramo sobre metro cubico (Kg/m3), la gravedad en metro sobre segundo al cuadrado (m/s2) y la profundidad en metro (m), si te observas las unidades de medida: (Kg/m3)(m/s2)(m)= (Kg/ (m.s2)) = (N/m2) Los buceadores antes de sumergirse a gran profundidad, tienen que realizar ejercicios de adaptación, para poder soportar la presión del agua.

5. Principio de Pascal La característica estructural de los fluidos hace que en ellos se transmitan presiones, a diferencia de lo que ocurre en los sólidos, que transmiten fuerzas. Este comportamiento fue descubierto por el físico francés Blaise Pascal (1623-1662) , quien estableció el siguiente principio: Un cambio de presión aplicado a un fluido en reposo dentro de un recipiente se transmite sin alteración a través de todo el fluido. Es igual en todas las direcciones y actúa mediante fuerzas perpendiculares a las paredes que lo contienen.

En las figuras se muestran dos situaciones: en la primera se empuja el líquido contenido en un recipiente mediante un émbolo; en la segunda, se empuja un bloque sólido. ¿Cuál es el efecto de estas acciones? ¿Qué diferencia un caso de otro?

El principio de Pascal fundamenta el funcionamiento de las genéricamente llamadas máquinas hidráulicas: la prensa, el gato, el freno, el ascensor y la grúa, entre otras.

Cuando apretamos una chinche, la fuerza que el pulgar hace sobre la cabeza es igual a la que la punta de la chinche ejerce sobre la pared. La gran superficie de la cabeza alivia la presión sobre el pulgar; la punta afilada permite que la presión sobre la pared alcance para perforarla.

Cuando caminamos sobre un terreno blando debemos usar zapatos que cubran una mayor superficie de apoyo de tal manera que la presión sobre el piso sea la más pequeña posible. Sería casi imposible para una mujer, inclusive las más liviana, camina con tacos altos sobre la arena, porque se hundiría inexorablemente.

El peso de las estructuras como las casas y edificios se asientan sobre el terreno a través de zapatas de hormigón o cimientos para conseguir repartir todo el peso en la mayor cantidad de área para que de este modo la tierra pueda soportarlo, por ejemplo un terreno normal, la presión admisible es de 1,5 Kg/cm².

 La Prensa Hidráulica Este dispositivo, llamado prensa hidráulica, nos permite prensar, levantar pesos o estampar metales ejerciendo fuerzas muy pequeñas. Veamos cómo lo hace.

El recipiente lleno de líquido de la figura consta de dos cuellos de diferente sección cerrados con sendos tapones ajustados y capaces de resbalar libremente dentro de los tubos (pistones). Si se ejerce una fuerza (F1) sobre el pistón pequeño, la presión ejercida se transmite, tal como lo observó Pascal, a todos los puntos del fluido dentro del recinto y produce

208

fuerzas perpendiculares a las paredes.

En particular, la porción de pared representada por el pistón grande (A2) siente una fuerza (F2) de manera que mientras el pistón chico baja, el grande sube. La presión sobre los pistones es la misma, No así la fuerza.

Como p1=p2 (porque la presión interna es la misma para todos los puntos).

Entonces:

Si, por ejemplo, la superficie del pistón grande es el cuádruple de la del chico, entonces el módulo de la fuerza obtenida en él será el cuádruple de la fuerza ejercida en el pequeño.

La prensa hidráulica, al igual que las palancas mecánicas, no multiplica la energía. El volumen de líquido desplazado por el pistón pequeño se distribuye en una capa delgada en el pistón grande, de modo que el producto de la fuerza por el desplazamiento (el trabajo) es igual en ambas ramas. ¡El dentista debe accionar muchas veces el pedal del sillón para lograr levantar lo suficiente al paciente!

6. El empuje: principio de Arquímedes Resulta evidente que cada vez que un cuerpo se sumerge en un líquido es empujado de alguna manera por el fluido. A veces esa fuerza es capaz de sacarlo a flote y otras sólo logra provocar una aparente pérdida de peso. Pero, ¿cuál es el origen de esa fuerza de empuje? ¿De qué depende su intensidad?

Sabemos que la presión hidrostática aumenta con la profundidad y conocemos también que se manifiesta mediante fuerzas perpendiculares a las superficies sólidas que contacta. Esas fuerzas no sólo se ejercen sobre las paredes del contenedor del líquido sino también sobre las paredes de cualquier cuerpo sumergido en él.

Distribución de las fuerzas sobre un cuerpo sumergido Imaginemos diferentes cuerpos sumergidos en agua y representemos la distribución de fuerzas sobre sus superficies teniendo en cuenta el teorema general de la hidrostática.

La simetría de la distribución de las fuerzas permite deducir que la resultante de todas ellas en la dirección horizontal será cero.

Pero en la dirección vertical las fuerzas no se compensan: sobre la parte superior de los cuerpos actúa una fuerza neta hacia abajo, mientras que sobre la parte inferior, una fuerza neta hacia arriba. Como la presión crece con la profundidad, resulta más intensa la fuerza sobre la superficie inferior. Concluimos entonces que: sobre el cuerpo actúa una resultante vertical hacia arriba que llamamos empuje. ¿Cuál es el valor de dicho empuje?

Tomemos el caso del cubo: la fuerza es el peso de la columna de agua ubicada por arriba de la cara superior (de altura h1). Análogamente, F2 corresponde al peso de la columna que va hasta la cara inferior del cubo (h 2).

El empuje resulta ser la diferencia de peso entre estas dos columnas, es decir el peso de una columna de líquido idéntica en volumen al cubo sumergido. Concluimos entonces que el módulo del empuje es igual al peso del líquido desplazado por el cuerpo sumergido.

209

El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado. La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en las figuras: El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.

La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

El principio de Arquímedes sigue siendo aplicable en todos los casos y se enuncia de la siguiente forma: Cuando un cuerpo está parcialmente o totalmente sumergido en el fluido que le rodea, una fuerza de empuje actúa sobre el cuerpo. Dicha fuerza tiene dirección hacia arriba y su magnitud es igual al peso del fluido que ha sido desalojado por el cuerpo.

Es importante señalar que es el volumen del cuerpo, y no su peso, lo que determina el empuje cuando está totalmente sumergido. Un cuerpo grande sumergido recibirá un gran empuje; un cuerpo pequeño, un empuje pequeño. ¿Cómo hace un barco para flotar?

Pues bien, el mismo está diseñado de tal manera para que la parte sumergida desplace un volumen de agua igual al peso del barco, a la vez, el barco es hueco (no macizo), por lo que se logra una densidad media pequeña. En el caso de los submarinos, tienen un sistema que le permite incorporar agua y de esta manera consiguen regular a sus necesidades la densidad media de la nave.

6. Presión Atmosférica En un gas las moléculas están muy separadas, moviéndose a gran velocidad, chocando y rebotando caóticamente. Esta agitación frenética hace que los gases se expandan hasta ocupar todo el lugar disponible en un recipiente. Nuestro planeta está envuelto por una capa de gases a la que llamamos atmósfera, compuesta en su mayor parte por nitrógeno (78%) y oxígeno (21%).

Las moléculas de aire activadas enérgicamente por el Sol no escapan al espacio porque el campo gravitatorio de la Tierra restringe su expansión. Estamos sumergidos en un “océano de aire”, una capa gaseosa que, como una cáscara de manzana (tan fina es), recubre el planeta. En forma similar a como lo hace un líquido, el peso del aire sobre la superficie terrestre ejerce una presión, la presión atmosférica. A diferencia de los líquidos, los gases son compresibles: como su densidad puede variar, las capas superiores de la columna de aire comprimen a las más bajas.

En los lugares más profundos de la atmósfera, es decir a nivel del mar, el aire es más denso, y a medida que subimos se va enrareciendo, hasta que se desvanece a unos 40 Km. de altura. La capa baja, la troposfera, presenta las condiciones necesarias para la vida y es donde se producen los fenómenos meteorológicos. Mide 11 Km. y contiene el 80 % del aire total de la atmósfera.

La presión atmosférica ha sido determinada en más de un kilo por centímetro cuadrado de superficie pero, sin embargo, no lo notamos (motivo por el cual, por miles de años, los hombres consideraron al aire sin peso). ¿Cómo e s que los animales y las personas que están en la Tierra pueden soportar tamaño presión?

El aire ejerce su presión en todas direcciones (como todos los fluidos y los gases), pero los líquidos internos de todos esos seres ejercen una presión que equilibra la presión exterior. En este hecho se basa el mecanismo

210

de esterilización por vacío: para eliminar los microorganismos de una muestra (alimento, instrumental, etc.), se le coloca en un recipiente del cual se extrae el aire.

La presión exterior es reducida y los fluidos internos de las bacterias, que estaban sometidas a la presión atmosférica, se expanden, haciendo que éstas “revienten".

Si se extrae el aire de un recipiente, la presión atmosférica lo aplastará, a menos que el recipiente sea suficientemente rígido.

6.1 Aplicaciones de la Presión Atmosférica Al apretar una sopapa (para destapar cañerías) contra una superficie pulida se aplasta y queda sin aire. Cuando, por acción de las fuerzas elásticas, la sopapa recupera su forma inicial, queda un vacío parcial en el interior y la presiona atmosférica exterior la mantiene adherida a la pared.

Del mismo modo, las patas de las moscas tienen pequeñas ventosas que les permiten caminar por paredes y techos sin caer al piso.

El funcionamiento del gotero obedece al mismo fenómeno. Al apretar la perilla de goma creamos un vacío parcial. Cuando sumergimos el tubito en el líquido y soltamos la perilla, la presión atmosférica que se ejerce sobre la superficie libre del líquido lo obliga a subir por el tubo hasta la región de menor presión dentro de la perilla.

En 1643, el físico italiano Evangelista Torricelli ideó un procedimiento para medir la presión atmosférica. ¿Por qué el mercurio no descendió más? El tubo no se vació porque el aire exterior presionaba sobre el mercurio de la cubeta (en cambio, en la parte superior del tubo se produjo vacío). La presión ejercida por la atmósfera en el punto Q es igual a la presión en R, ya que ambos puntos están al mismo nivel en el mismo fluido. Es decir que la presión que la columna de aire de casi 40 km de altura (la atmósfera) ejerce sobre la superficie libre del mercurio (pQ) es igual a la que ejerce la columna de 76 cm de mercurio (pa), entonces: Patm= PHg hHg = 13,6 g/cm3. 76cm = 1.033,6 g/cm2 = 101.293 N/m2 = 101.293 Pa Este valor, que corresponde a la presión atmosférica normal, se llama atmósfera (atm). También se acostumbra a dar la presión atmosférica en milímetros de mercurio (Torr) o en milibares (1mb = 0,75 Torr). 1 atm = 760 mm Hg = 760 Torr Esta experiencia logró explicar por qué había un límite de profundidad para extraer el agua de las minas: la atmósfera no ejerce una presión ilimitada, sólo alcanza a sostener una determinada altura de agua.

La presión atmosférica varía según la altitud y también debido a los vientos y tormentas. Suele tomar valores entre 720 y 770 mm Hg. Una presión alta generalmente pronostica buen tiempo; y una baja presión atmosférica promete lo contrario. El aparato que permite medirla se llama barómetro.

Poco después de la experiencia de Torricelli, Blaise Pascal predijo que la presión atmosférica debe disminuir cuando se asciende por una montaña, ya que la columna de aire soportada es cada vez menor. Su cuñado se encargó de hacer la experiencia y comprobar la hipótesis en 1658. A medida que ascendía al Monte Puy-de Dome observó el descenso de la columna mercurial del barómetro (que desde entonces pudo ser usado también como altímetro).

211

Pero, ¿cuál es la relación entre la presión atmosférica y la altura? Si la densidad del aire fuera uniforme, la presión disminuiría proporcionalmente con la altura. Podríamos afirmar, por ejemplo, que “la presión disminuye 1 Torr por cada 11 metros que nos elevamos”. Pero tengamos presente que las capas más bajas de la atmósfera están más comprimidas por lo que, conforme subimos, el aire se va enrareciendo (se hace menos denso). Por lo tanto, cuanto más alto estemos, más se necesitará subir para que la presión disminuya 1 Torr.

1. Lleno con mercurio un tubo de 1 m de longitud cerrado en un extremo, y lo tapo con el dedo.

2. Lo invirtió, lo sumergió dentro de una cubeta con mercurio y retiro el dedo, cuidando que no entrara aire en el tubo.

3. El mercurio descendió hasta una altura de 76 cm. En la parte superior del tubo quedó vacío.

Observe, analice y explique qué sucederá en el experimento que representa la imagen de la derecha.

Escriba el formulario físico aplicado en la unidad de estudio.

212

BIBLIOGRAFÍA -

Martínez, E. (1973). Consultor: Ciencias Naturales. Madrid: Talleres Gráficos Mateu-Cromo.

-

Bravo, B. (1990). Ciencias Naturales: Iº año. México, D.F: Editorial NUTESA.

-

Vila, J. (2008, julio, 08). Explicación de experimentos sencillos. Madrid: Departamento de Física Aplicada.

-

Wilson, J. & Buffa, A. (2003). Física (5ta. Edición). México, D.F: Pearson Educación.

-

Casabó, J. (2007). Estructura Atómica y Enlaces Químicos. Barcelona: Reverté.

-

Martínez, J. (1992). Ciencias Naturales: IIº año. México, D.F: Editorial NUTESA.

-

Engelmajer, L. J. (1997). Drogas y SIDA. Valencia, España.

-

Gill G. & Klonda T. (1990). Hablando del Sida. Bogotá, Colombia. Editorial Presencia.

-

Zablah de Blandes, M. (2003). Educación para la Vida. Fondo de población para las Naciones Unidas.

-

Gispert C. (2002). El mundo de la Ecología. Barcelona, España.

-

(1993). Guía técnica metodológica de la educadora ambientalista. Servicio nacional de capacitación, educación y divulgación ambientalista (SENACEDA). Nicaragua.

HORARIO DE CLASE Hora

Lunes

Martes

Miércoles

Jueves

Viernes

1

2

3

RECESO 4

5

RECESO PEQUEÑO 5

213

Noveno Grado Cuarta Edici贸n

214